JP2017532379A - Method - Google Patents
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Abstract
主要アルキル化ゾーン中にアルケン及び四塩化炭素を含む反応混合物を与えて、反応混合物中でC3~6塩素化アルカンを製造することと、主要アルキル化ゾーンから反応混合物の一部を抽出することとを含む、C3~6塩素化アルカンの製造方法であって、a)主要アルキル化ゾーン中の反応混合物中のC3~6塩素化アルカンの濃度を、アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のC3~6アルカン:四塩化炭素が、主要アルキル化ゾーンが連続運転である場合には95:5のモル比を超えないような濃度にて維持し、並びに/又はb)主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物が追加的にアルケンを含み、反応混合物を、反応混合物中に存在するアルケンの少なくとも約50質量%以上をそこから抽出し、抽出されたアルケンの少なくとも約50%を主要アルキル化ゾーンに与えられる反応混合物に戻す脱アルケン化工程に供し、並びに/又はc)主要アルキル化ゾーン中に存在し、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物が追加的に触媒を含み、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物を、反応混合物を水性処理ゾーン中の水性媒体と接触させ、二相性混合物を形成し、触媒を含む有機相を二相性混合物から抽出する水性処理工程に供する方法を開示する。【選択図】なしProviding a reaction mixture comprising an alkene and carbon tetrachloride in the main alkylation zone to produce a C3-6 chlorinated alkane in the reaction mixture; extracting a portion of the reaction mixture from the main alkylation zone; A) a method for producing a C3-6 chlorinated alkane comprising the steps of: a) determining the concentration of C3-6 chlorinated alkane in the reaction mixture in the main alkylation zone, ~ 6 alkanes: carbon tetrachloride is maintained at a concentration that does not exceed a 95: 5 molar ratio when the primary alkylation zone is in continuous operation and / or b) is extracted from the primary alkylation zone The reaction mixture additionally comprises an alkene, from which at least about 50% by weight or more of the alkene present in the reaction mixture is extracted, and at least about 50% of the extracted alkene is extracted. Subjected to a dealkenylation step in which 0% is returned to the reaction mixture fed to the main alkylation zone and / or c) the reaction mixture present in the main alkylation zone and extracted from the main alkylation zone is additionally catalyzed An aqueous process wherein the reaction mixture extracted from the main alkylation zone is contacted with an aqueous medium in the aqueous treatment zone to form a biphasic mixture and the organic phase containing the catalyst is extracted from the biphasic mixture Disclosed is a method for use in the process. [Selection figure] None
Description
本発明は、テトラクロロプロパン、ペンタクロロプロパン、ペンタクロロブタン、及びヘプタクロロヘキサン等の高純度のC3~6塩素化アルカン化合物の製造方法、並びに係る化合物を含む組成物に関する。 The present invention, tetrachloropropane, pentachloropropane, pentachlorobutane, and a manufacturing method of high purity C 3 ~ 6 chlorinated alkane compounds of such hepta-chloro hexane, to compositions comprising a compound according to the list.
ハロアルカンの広範な応用における利用が見出されている。例えば、ハロカーボンは、冷媒、ブロー剤、及びフォーム剤として幅広く用いられている。20世紀の後半を通して、クロロフルオロアルカンの使用は、その環境への影響、特にオゾン層の減少に関する懸念が持ち上がった1980年代まで飛躍的に増大した。 Haloalkanes have found use in a wide range of applications. For example, halocarbons are widely used as refrigerants, blowing agents, and foam agents. Throughout the second half of the 20th century, the use of chlorofluoroalkanes increased dramatically until the 1980s when concerns about their environmental impacts, especially the depletion of the ozone layer, were raised.
その後、パーフルオロカーボン及びヒドロフルオロカーボン等のフッ素化炭化水素が、クロロフルオロアルカンの代わりに用いられてきたが、最近になって、この種の化合物の使用に関する環境問題が持ち上がり、その使用を減少させるための法律が欧州などで制定された。 Since then, fluorinated hydrocarbons such as perfluorocarbons and hydrofluorocarbons have been used in place of chlorofluoroalkanes, but recently environmental issues have arisen with the use of this type of compound to reduce its use. The law was enacted in Europe.
環境にやさしいハロカーボンの新たな種類が現れ、研究され、幾つかの場合において、多くの応用、特に自動車及び家庭内の分野における冷媒としての応用において採用された。係る化合物の例としては、1,1,1,2‐テトラフルオロエタン(R‐134a)、2‐クロロ‐3,3,3‐トリフルオロプロペン(HFO‐1233xf)、1,3,3,3‐テトラフルオロプロペン(HFO‐1234ze)、3,3,3‐トリフルオロプロぺン(HFO‐1243zf)、及び2,3,3,3‐テトラフルオロプロペン(HFO‐1234yf)、1,2,3,3,3‐ペンタフルオロプロペン(HFO‐1225ye)、1‐クロロ‐3,3,3‐トリフルオロプロペン(HFO‐1233zd)、3,3,4,4,4‐ペンタフルオロブテン(HFO‐1345zf)、1,1,1,4,4,4‐ヘキサフルオロブテン(HFO‐1336mzz)、3,3,4,4,5,5,5‐ヘプタフルオロペンテン(HFO1447fz)、2,4,4,4‐テトラフルオロブタン‐1‐エン(HFO‐1354mfy)及び1,1,1,4,4,5,5,5‐オクタフルオロペンテン(HFO‐1438mzz)が挙げられる。 New types of environmentally friendly halocarbons have emerged and have been studied and in some cases have been adopted in many applications, especially as refrigerants in the automotive and household sectors. Examples of such compounds include 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R-134a), 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HFO-1233xf), 1,3,3,3 -Tetrafluoropropene (HFO-1234ze), 3,3,3-trifluoropropene (HFO-1243zf), and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf), 1,2,3 3,3-pentafluoropropene (HFO-1225ye), 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HFO-1233zd), 3,3,4,4,4-pentafluorobutene (HFO-1345zf) 1,1,1,4,4,4-hexafluorobutene (HFO-1336mzz), 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoropentene ( FO1447fz), 2,4,4,4-tetrafluorobutane-1-ene (HFO-1354mfy) and 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoropentene (HFO-1438mzz). It is done.
相対的に言って、これらの化合物が化学的に複雑でない一方、要求される純度まで工業規模でその合成をすることは困難である。係る化合物のために提案された多くの合成ルートでは、出発物質又は中間体として塩素化アルカン又はアルケンを使用することが多くなっている。歴史的に見て、係る化合物の製造に関して開発されたプロセスの多くは、塩素化アルカンのフッ素化オレフィンへの添加を含んでいた。しかし、このようなプロセスは、許容できる効率ではなく、多くの不純物の生成をもたらすことがわかっている。より最近になって開発されたプロセスは、典型的にはより直接的であり、フッ化水素及び遷移金属触媒、例えばクロム系触媒を用いた塩素化アルカン又はアルケン出発物質又は原料のフッ素化目的化合物への転化を含む。 Relatively speaking, while these compounds are not chemically complicated, it is difficult to synthesize them on an industrial scale to the required purity. Many synthetic routes proposed for such compounds frequently use chlorinated alkanes or alkenes as starting materials or intermediates. Historically, many of the processes developed for the production of such compounds involved the addition of chlorinated alkanes to fluorinated olefins. However, it has been found that such a process is not acceptable efficiency and results in the production of many impurities. More recently developed processes are typically more direct, chlorinated alkanes or alkene starting materials or raw fluorinated target compounds using hydrogen fluoride and transition metal catalysts such as chromium-based catalysts Including conversion to.
塩素化原料が多段工程プロセスから得られる場合、特に、係る工程が結合され、連続的に実施されて工業的に許容可能な生成物量に到達する場合、累積的な副反応が、各プロセス工程において許容できない不純物を生成することを防止することに対する必要が非常に重要であることが認められている。 If the chlorinated feedstock is obtained from a multi-step process, especially if such steps are combined and carried out continuously to reach an industrially acceptable product quantity, cumulative side reactions may occur in each process step. It has been recognized that the need for preventing the production of unacceptable impurities is very important.
塩素化出発物質の純度は、望ましいフッ素化生成物の調製プロセス(特に連続プロセス)の成功と実行可能性に大きな影響を有する。ある種の不純物の存在は、副反応をもたらし、目的化合物の生成を最小化するであろう。また、これらの不純物の除去は、本発明の蒸留工程を用いてさえ、困難である。加えて、ある種の不純物の存在は、例えば触媒への毒作用により触媒寿命を損なう。 The purity of the chlorinated starting material has a significant impact on the success and feasibility of the preparation process (especially a continuous process) of the desired fluorinated product. The presence of certain impurities will lead to side reactions and minimize the production of the target compound. Also, removal of these impurities is difficult even using the distillation process of the present invention. In addition, the presence of certain impurities impairs catalyst life, for example by poisoning the catalyst.
加えて、上記で言及されたフッ素化化合物の合成において用いられる高純度の塩素化アルカン及び他の特殊化合物を調製する、効率的で信頼性があり、高度に選択的なプロセスに対する必要がある。精製された塩素化化合物を製造する幾つかのプロセスが、当分野で提案されている(例えば、US6187978号、US6313360号、US2008/091053号、US6552238号、US6720466号、JP2013−189402号、及びUS2014/0171698号)。 In addition, there is a need for an efficient, reliable and highly selective process for preparing high purity chlorinated alkanes and other specialty compounds used in the synthesis of fluorinated compounds referred to above. Several processes for producing purified chlorinated compounds have been proposed in the art (eg US Pat. No. 6,187,978, US Pat. No. 6,313,360, US 2008/091053, US Pat. No. 6,552,238, US Pat. 0171698).
これらの進歩にもかかわらず、上記で議論されたプロセスから得られた塩素化化合物の使用による問題は依然として生じる可能性がある。特に、不純物、特に、(例えば類似の沸点の結果として)目的の化合物から容易に分離できない、または下流プロセスで用いられる触媒の有効性又は耐用年数を低減する不純物の存在は、問題になる可能性がある。 Despite these advances, problems with the use of chlorinated compounds obtained from the processes discussed above can still arise. In particular, the presence of impurities, particularly impurities that cannot be easily separated from the compound of interest (eg, as a result of similar boiling points) or that reduce the effectiveness or useful life of the catalyst used in downstream processes can be problematic. There is.
係る欠点を最小化するために、高純度の塩素化アルカン化合物、及び係る化合物を調製するための効率的で信頼性があり、高度に選択的なプロセスに対する需要が依然として存在する。 In order to minimize such shortcomings, there remains a need for high purity chlorinated alkane compounds and efficient, highly reliable and highly selective processes for preparing such compounds.
したがって、本発明の1つの側面によれば、主要アルキル化ゾーンにおいてアルケン及び四塩化炭素を含む反応混合物を与えて反応混合物中でC3~6塩素化アルカンを製造することと、主要アルキル化ゾーンから反応混合物の一部を抽出することとを含む、C3~6塩素化アルカンの製造方法であって、
a)主要アルキル化ゾーンにおける反応混合物中のC3~6塩素化アルカンの濃度を、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が、
・主要アルキル化ゾーンが連続運転である場合には95:5、または
・主要アルキル化ゾーンがバッチ式運転である場合には99:1を超えないような濃度にて維持し、及び/または
b)主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物が追加的にアルケンを含み、反応混合物を、反応混合物中に存在するアルケンの少なくとも約50質量%以上をそこから抽出し、抽出されたアルケンの少なくとも約50%を主要アルキル化ゾーンにおいて与えられる反応混合物に戻す脱アルケン化工程に供し、及び/または
c)主要アルキル化ゾーン中に存在し、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物が追加的に触媒を含み、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物を、反応混合物を水性処理ゾーンにおいて水性媒体と接触させ、二相性混合物を形成し、触媒を含む有機相を二相性混合物から抽出する水性処理工程に供する製造方法が提供される。
Therefore, a main alkylation zone to produce a C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture giving a reaction mixture containing According to one aspect, the alkene and carbon tetrachloride in the major alkylation zone of the present invention and a extracting a portion of the reaction mixture, a process for the preparation of
a) a major alkylating the concentration of C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture in the zone, C 3 ~ 6 chlorinated alkanes extracted from the main alkylation zone reaction mixture: four molar ratio of carbon tetrachloride is
Maintained at a concentration not exceeding 95: 5 if the primary alkylation zone is in continuous operation, or 99: 1 if the primary alkylation zone is in batch operation, and / or b ) The reaction mixture extracted from the main alkylation zone additionally comprises an alkene, from which the reaction mixture is extracted from at least about 50% by weight of the alkene present in the reaction mixture, and at least about the extracted alkene is at least about Subject to a dealkenylation step in which 50% is returned to the reaction mixture provided in the main alkylation zone and / or c) the reaction mixture present in the main alkylation zone and extracted from the main alkylation zone is additionally catalyzed And the reaction mixture extracted from the main alkylation zone is contacted with an aqueous medium in the aqueous treatment zone to form a two-phase To form a mixture, the production method of the organic phase containing the catalyst are subjected to an aqueous treatment step of extracting from the biphasic mixture is provided.
本発明の方法は、主要アルキル化ゾーンにおいて部分的にまたは完全に実施する高度に選択的なテロメル化反応に中心を置く。この反応において、四塩化炭素をアルケンと反応させてC3~6塩素化アルカンを製造する。C3~6塩素化アルカンを製造するテロメル化反応が当分野で知られている一方、係るプロセスに伴う1つの課題は、望ましくない不純物の生成であり、高純度のC3~6塩素化アルカンを工業量で理想的には継続的に製造する方法に対する必要が、依然として存在する。
The process of the present invention is centered on a highly selective telomerization reaction that is carried out partially or completely in the main alkylation zone. In this reaction, the carbon tetrachloride is reacted with alkenes to produce a C 3 ~ 6 chlorinated alkanes. While telomerization reaction for producing
予想外なことに、また、有利なことに、アルケン及び四塩化炭素からC3~6塩素化アルカンを調製する際に、上記に概説された工程a)〜c)の1つ、幾つか、又は全てを実施することにより、効率(エネルギー消費の低減を含む)が改善され、並びに/または目的のC3~6塩素化アルカンからの除去が困難である場合があり、及び/もしくはC3~6塩素化アルカンを用いる場合がある下流反応において問題となる場合がある不純物の形成が最小化されることが見出された。更に、驚くべきことに、本発明の方法は、高い選択性と高い収率を含むこれらの利点を調和させる。 Unexpectedly, also, advantageously, in preparing the C 3 ~ 6 chlorinated alkanes from alkenes and carbon tetrachloride, one of the steps a) to c) outlined above, some, or by implementing all, higher efficiency (including the reduction of energy consumption), and / or may remove from C 3 ~ 6 chlorinated alkanes object is difficult, and / or C 3 ~ It has been found that the formation of impurities, which can be problematic in downstream reactions where 6 chlorinated alkanes may be used, is minimized. Moreover, surprisingly, the process of the present invention reconciles these advantages including high selectivity and high yield.
アルケンと四塩化炭素とを接触させることにより、反応混合物を形成する。これは、主要アルキル化ゾーンにおいて、例えばアルケンと四塩化炭素の両方をそのゾーンに供給することにより起こることができる。加えて、または代わりに、アルケンを、主要アルキル化ゾーンのゾーン上流において四塩化炭素と接触させ、次いで主要アルキル化ゾーンに供給することができる。 A reaction mixture is formed by contacting the alkene with carbon tetrachloride. This can occur in the main alkylation zone, for example by supplying both alkene and carbon tetrachloride to that zone. Additionally or alternatively, the alkene can be contacted with carbon tetrachloride upstream of the main alkylation zone and then fed to the main alkylation zone.
本発明の実施態様において、反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比を、ある数値的に規定された制限内に制御する。当業者は、係る実施態様において、プロセスの制御が、四塩化炭素出発物質とC3~6塩素化アルカン生成物とのモル比の観点で本開示において特徴づけられる一方、それを出発物質の生成物への転化の制御として考えることもできる(したがって、95:5の出発物質:生成物のモル比は、5%の転化と同等である)ことを理解するであろう。本発明者らは、上記で概説された出発物質の転化の制限により、望ましくない不純物の形成を最小化することを見出した。加えて、出発物質:生成物のモル比が所定の値を超えることについて言及する場合、これは、出発物質の生成物への転化のより高い程度、すなわち、生成物の割合が増加する一方、出発物質の割合が減少することを意味する。 In an embodiment of the present invention, C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture in a molar ratio of carbon tetrachloride, to control to some numerically defined within limits. In one skilled in the art, such embodiment, while the control process, characterized in this disclosure in terms of the molar ratio of carbon tetrachloride starting material and C 3 ~ 6 chlorinated alkanes products, production of the starting materials it It will be understood that it can also be considered as a control of the conversion to product (thus the 95: 5 starting material: product molar ratio is equivalent to 5% conversion). The inventors have found that limiting the conversion of the starting material outlined above minimizes the formation of undesirable impurities. In addition, when mentioning that the molar ratio of starting material: product exceeds a given value, this means that a higher degree of conversion of starting material to product, i.e. the proportion of product increases while This means that the proportion of starting material is reduced.
例えば、本発明の実施態様において、一次アルキル化ゾーンを主要アルキル化ゾーンの上流で用いることができる。一次アルキル化ゾーンに四塩化炭素及びアルケンを供給し、主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物を形成することにより、反応混合物を形成することができる。係る実施態様において、目的のC3~6塩素化アルカンへの四塩化炭素の部分的な転化は、そのアルカンが形成され、四塩化炭素と共に主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物中に含まれるように、一次アルキル化ゾーン中で起こることができる。追加的な、または代替的な実施態様において、一次アルキル化ゾーンに供給されるアルケンの量を制限して、一次アルキル化ゾーンにおける目的のC3~6塩素化アルカンへの四塩化炭素の転化を遅らせることができ、その結果、そこから主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物は、四塩化炭素とC3~6塩素化アルカンとを含み、低い濃度か実質的にゼロのアルケンを含む。 For example, in embodiments of the present invention, a primary alkylation zone can be used upstream of the main alkylation zone. A reaction mixture can be formed by feeding carbon tetrachloride and alkene to the primary alkylation zone to form a reaction mixture fed to the main alkylation zone. In such embodiment, the four partial conversion of carbon tetrachloride to C 3 ~ 6 chlorinated alkanes of interest, its is alkane formed is included in the reaction mixture fed to the main alkylation zone together with the carbon tetrachloride As can occur in the primary alkylation zone. In additional or alternative embodiments, limits the amount of alkene fed to the primary alkylation zone, the conversion of carbon tetrachloride object C to 3-6 chlorinated alkanes in the primary alkylation zone It can be delayed, so that the reaction mixture supplied therefrom to the main alkylation zone comprises a carbon tetrachloride and C 3 ~ 6 chlorinated alkanes, including low density or substantially zero alkene.
当業者に知られている任意の方法又は装置を用いて、例えば1つ若しくは複数の浸漬管、1つ若しくは複数のノズル、エジェクタ、静的混合装置、及び/又は1つ若しくは複数のスパージャー等の分散デバイスを介してゾーンに供給することにより、本発明のプロセスにおいて用いられるアルケン及び四塩化炭素をゾーン(例えば一次アルキル化ゾーン又は主要アルキル化ゾーン)中で接触させることができる。係る実施態様において、アルケン及び/又は四塩化炭素の供給は、連続的又は断続的であることができる。反応混合物が形成されるゾーンへの供給物として供給されるアルケンは、液体及び/又はガス状の形態であることができる。同様に、四塩化炭素は、液体及び/又はガス状の形態であることができる。 Using any method or apparatus known to those skilled in the art, such as one or more dip tubes, one or more nozzles, ejectors, static mixing devices, and / or one or more spargers, etc. The alkene and carbon tetrachloride used in the process of the present invention can be contacted in the zone (e.g., primary alkylation zone or primary alkylation zone) by feeding the zone through a dispersion device. In such embodiments, the alkene and / or carbon tetrachloride feed can be continuous or intermittent. The alkene supplied as a feed to the zone in which the reaction mixture is formed can be in liquid and / or gaseous form. Similarly, carbon tetrachloride can be in liquid and / or gaseous form.
本発明の実施態様において、主要アルキル化ゾーン(及び/又は用いることのできる任意の他のアルキル化ゾーン)中に存在する(四塩化炭素、C3~6塩素化アルカン生成物、及び任意選択的に触媒、及び/又は未反応のアルケンを含む)反応混合物は、均一、すなわち単相、例えば液相又は気相であることができる。このことは、反応混合物の成分の1種を、異なる相において系中へ他の成分に導入する場合でさえ達成することができる。例えば、実施態様において、ガス状アルケンを液体四塩化炭素と接触させると、アルケンが溶解し、したがって液相均一反応混合物を形成することができる。代わりに、反応混合物は不均一であることができる。
In an embodiment of the present invention, present in the major alkylation zone (and / or any other alkylation zone that can be used) (carbon tetrachloride,
本発明の1つの側面によれば、一次アルキル化ゾーンにおいてアルケン及び四塩化炭素を含む反応混合物を与えて反応混合物中でC3~6塩素化アルカンを製造することと、一次アルキル化ゾーンから反応混合物の一部を抽出することと、抽出された反応混合物の一部を主要反応ゾーンに供給することと、主要反応ゾーンから反応混合物の一部を抽出することとを含み、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が、一次アルキル化ゾーンから抽出した反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比より高い、C3~6塩素化アルカンの製造方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, and to produce a C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture giving a reaction mixture comprising an alkene and carbon tetrachloride in the primary alkylation zone, the reaction from the primary alkylation zone Extracting a portion of the mixture, supplying a portion of the extracted reaction mixture to the main reaction zone, and extracting a portion of the reaction mixture from the main reaction zone, from the main alkylation zone C 3 ~ 6 chlorinated alkane of the extracted reaction mixture: four molar ratio of carbon tetrachloride is, C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture was extracted from the primary alkylation zone: higher than four molar ratio of carbon tetrachloride the method of
本発明の方法において用いられるアルケンは、C2~5アルケン、例えばエテン(すなわちC2アルケン)、プロペン、ブテン又はペンテンであることができる。アルケンをハロゲン化、例えば塩素化してよく、またはしなくてよく、及び/または置換してよく、またはしなくてよい。アルケンを塩素化する配列において、それは、1つ、2つ、3つ、4つ又は5つの塩素原子を含むことが好ましい。本発明の実施態様において、クロロアルケンは、一般式:CHaXb=R(式中、aは1又は2であり、bは0又は1であり、Xはハロゲン(例えば塩素)であり、Rは置換又は未置換のC1~4アルキルである。)を有する。 Alkenes used in the method of the present invention, C 2 ~ 5 alkenes, such as ethene (i.e. C 2 alkene), can be propene, butene or pentene. Alkenes may or may not be halogenated, for example chlorinated, and / or may or may not be substituted. In the sequence for chlorinating alkenes, it preferably contains 1, 2, 3, 4 or 5 chlorine atoms. In an embodiment of the invention, the chloroalkene has the general formula: CH a X b = R, wherein a is 1 or 2, b is 0 or 1, and X is a halogen (eg chlorine), R is substituted or unsubstituted C 1-4 alkyl.
本発明の方法において用いることができるアルケン物質の例としては、エテン、塩化ビニル、プロペン、2‐クロロプロペン、3‐クロロプロペン、2,3,3,3‐テトラクロロプロペン、1,1‐ジクロロエテン、トリクロロエテン、クロロフルオロエテン、1,2‐ジクロロエテン、1,1‐ジクロロ‐ジフルオロエテン、1‐クロロプロペン、1‐クロロブテン、及び/又は参照によりその内容が組み入れられるUS5902914号とEP131561号に開示された他のアルケンのいずれかが挙げられる。 Examples of alkene materials that can be used in the process of the present invention include ethene, vinyl chloride, propene, 2-chloropropene, 3-chloropropene, 2,3,3,3-tetrachloropropene, 1,1-dichloroethane. In US Pat. No. 5,902,914 and EP 131561, the contents of which are incorporated by reference, with respect to benzene, trichloroethene, chlorofluoroethene, 1,2-dichloroethene, 1,1-dichloro-difluoroethene, 1-chloropropene, 1-chlorobutene, and / or Any of the other disclosed alkenes can be mentioned.
本発明の方法で用いられる四塩化炭素及びアルケン出発物質は高い純度を有することができ、例えばこれらの物質のいずれか又は両方の純度は、少なくとも約95%、少なくとも約97%、少なくとも約99%、少なくとも約99.5%、少なくとも約99.7%、又は少なくとも約99.9%であることができる。 The carbon tetrachloride and alkene starting materials used in the method of the present invention can have a high purity, for example, the purity of either or both of these materials is at least about 95%, at least about 97%, at least about 99%. , At least about 99.5%, at least about 99.7%, or at least about 99.9%.
本発明の実施態様において、四塩化炭素出発物質は、約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、又は約20ppm未満の臭素化物又は臭素化有機化合物を含む。 In embodiments of the invention, the carbon tetrachloride starting material is less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm bromide or brominated organic compound. including.
加えて、または代わりに、四塩化炭素出発物質の水分含有量は、約200ppm以下、約100ppm以下、約50ppm以下、又は約35ppm以下であることができる。 In addition or alternatively, the water content of the carbon tetrachloride starting material can be about 200 ppm or less, about 100 ppm or less, about 50 ppm or less, or about 35 ppm or less.
本発明の方法において、好ましくはハロアルカン原料として四塩化炭素を用いる。しかし、本発明の代わりの実施態様において、四塩化炭素以外のハロアルカン原料を用いることができ、例えば1,1‐ジクロロメタン、1,1,1‐トリクロロエタン、ジクロロフルオロメタン、1,1,1‐トリクロロトリフルオロエタン、1,1,2‐トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、ヘキサクロロエタン、及び/又はその内容が本開示に組み入れられるUS5902914号に開示された他のクロロアルカンのいずれかを用いることができる。 In the method of the present invention, carbon tetrachloride is preferably used as a haloalkane raw material. However, in alternative embodiments of the present invention, haloalkane raw materials other than carbon tetrachloride can be used, such as 1,1-dichloromethane, 1,1,1-trichloroethane, dichlorofluoromethane, 1,1,1-trichloro. Use any of trifluoroethane, 1,1,2-trichlorotrifluoroethane, tetrachloroethane, pentachloroethane, hexachloroethane, and / or other chloroalkanes disclosed in US Pat. No. 5,902,914, the contents of which are incorporated into this disclosure. be able to.
四塩化炭素のソースを、本発明の方法を実施する装置と同じ位置に配置することができる。実施態様において、四塩化炭素のソースは、例えばメンブレン電解プラントを含む塩素アルカリ設備に隣接することができる(それ由来の高純度の塩素を四塩化炭素の製造に用いることができる)。場所は、任意の関連する工程又はプロセスにおいて副生成物として製造される塩化水素ガスも効果的に用いるように、エピクロロヒドリン(例えばグリセロール原料から)、グリシドール、及び/又はエポキシ樹脂を製造するプラントも含むことができる。したがって、塩素アルカリ設備の最も経済的な使用のために、塩素反応及び塩化水素の捕集/再利用のためのプラントを含む集合設備が想定される。 The source of carbon tetrachloride can be placed in the same location as the apparatus for carrying out the method of the present invention. In an embodiment, the source of carbon tetrachloride can be adjacent to a chlor-alkali facility including, for example, a membrane electrolysis plant (high purity chlorine derived therefrom can be used to produce carbon tetrachloride). The location produces epichlorohydrin (eg, from glycerol raw materials), glycidol, and / or epoxy resins so that hydrogen chloride gas produced as a by-product in any relevant process or process is also effectively used. Plants can also be included. Thus, for the most economical use of chlor-alkali facilities, a collective facility comprising a plant for chlorine reaction and hydrogen chloride collection / reuse is envisaged.
継続的に、または断続的に、主要アルキル化ゾーン(及び/または用いる場合には、一次アルキル化ゾーン)から反応混合物を抽出することができる。誤解を避けるために、本発明の方法において用いられるゾーンからの物質の連続的な抽出について本件中で言及される場合、これは純粋な文字どおりの意味で解釈するべきではない。当業者は、係る実施態様において、問題のゾーンが動作条件である間、その目的が定常状態反応(例えばアルキル化)を設定することである場合、その中の反応混合物が要求された定常状態に到達したら、物質を実質的に継続的に取り出すことができることを認識するであろう。 The reaction mixture can be extracted continuously or intermittently from the primary alkylation zone (and / or primary alkylation zone, if used). For the avoidance of doubt, this should not be construed in a purely literal sense when referred to in this case for the continuous extraction of substances from the zones used in the method of the invention. Those skilled in the art will recognize that, in such embodiments, if the objective is to set up a steady state reaction (eg, alkylation) while the zone in question is an operating condition, the reaction mixture therein is brought to the required steady state. Once reached, it will be recognized that the substance can be removed substantially continuously.
本発明の利点の1つは、市販で供給されるアルケン中で典型的に観察されるある種の不純物(たとえばある種の有機不純物、例えばアルコール、エーテル、エステル、及びアルデヒド)の存在を本開示で概説されたプロセス工程を用いて調節し、及び/または除去することができることである。この利点は、アルケンが、バイオエタノール、エタノール又は粗オイルから誘導することができるエテンである配列において、特に有益である。 One advantage of the present invention is the disclosure of the presence of certain impurities typically observed in commercially supplied alkenes (eg, certain organic impurities such as alcohols, ethers, esters, and aldehydes). Can be adjusted and / or eliminated using the process steps outlined in. This advantage is particularly beneficial in sequences where the alkene is an ethene that can be derived from bioethanol, ethanol or crude oil.
本発明の方法の更なる利点は、i)塩素化アルカンの連続的な製造、及びii)アルケン出発物質の実質的に完全な使用が、排気系へのアルケンの漏れなく達成可能であることである。 A further advantage of the process of the invention is that i) continuous production of chlorinated alkanes and ii) substantially complete use of the alkene starting material can be achieved without leakage of the alkene into the exhaust system. is there.
C3~6塩素化アルカンは、クロロプロパン、クロロブタン、クロロペンタン、又はクロロヘキサンであることができる。C3~6塩素化アルカンは、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、又はそれより多くの塩素原子を含むことができる。本発明の方法にしたがって高純度で製造することができるC3~6塩素化アルカン化合物の例としては、テトラクロロプロパン(例えば1,1,1,3‐テトラクロロプロパン)、テトラクロロブタン、ヘキサクロロブタン、ヘプタクロロブタン、オクタクロロブタン、ペンタクロロプロパン、ペンタクロロブタン(例えば1,1,1,3,3‐ペンタクロロブタン)、及びヘプタクロロヘキサンが挙げられる。
本発明の方法の利点の1つは、それが、高いアイソマー選択性で目的のC3~6塩素化アルカンの製造を許容する場合があることである。したがって、本発明の係る実施態様において、C3~6塩素化アルカン生成物を、少なくとも約95%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、少なくとも約99.5%、少なくとも約99.7%、少なくとも約99.8%、又は少なくとも約99.9%のアイソマー選択率で製造する。 One advantage of the method of the present invention is that it in some cases to permit the production of C 3 ~ 6 chlorinated alkane of interest with high isomer selectivity. Accordingly, in an embodiment according to the present invention, a C 3 ~ 6 chlorinated alkanes product, at least about 95%, at least about 97%, at least about 98%, at least about 99%, at least about 99.5%, at least about Produced with an isomer selectivity of 99.7%, at least about 99.8%, or at least about 99.9%.
本発明の方法において実施されるC3~6塩素化アルカンを製造するアルキル化反応を、触媒の使用により促進することができる。本開示で用いられる用語触媒は、触媒効果を有する単独の化合物又は物質、例えば固体金属又は金属塩の使用を包含するのみならず、追加的に触媒物質及び共触媒又は促進剤、たとえばリガンドを含むことができる触媒系も包含するように用いられる。 The alkylation reaction to produce a C 3 ~ 6 chlorinated alkanes carried out in the method of the present invention, may be facilitated by use of a catalyst. The term catalyst as used in this disclosure includes not only the use of a single compound or material having a catalytic effect, such as a solid metal or metal salt, but additionally includes catalytic materials and cocatalysts or promoters, such as ligands. Catalyst systems that can be used are also included.
四塩化炭素及びアルケンからのC3~6塩素化アルカンの形成においての利用が見出されている当業者に知られている任意の触媒を用いることができる。 It is possible to use any catalyst utilized known to those skilled in the art which have been found of the formation of C 3 ~ 6 chlorinated alkanes from carbon tetrachloride and alkenes.
本発明の実施態様において、触媒は金属系である。本発明のアルキル化反応において触媒として機能することができる任意の金属を用いることができ、制限されないが、それは銅及び/又は鉄を含む。金属系触媒は、固体形態(例えば銅又は鉄の場合において、粒状形態(例えば粉末又はやすりくず)、ワイヤー及び/又はメッシュなど)で存在することができ、及び/または金属が任意の酸化状態であることができる塩(例えば第一銅塩、たとえば塩化第一銅、臭化第一銅、シアン化第一銅、硫酸銅(I)、フェニル銅(I)、並びに/又は第一鉄及び/若しくは第二鉄塩、たとえば塩化第一鉄及び塩化第二鉄)として存在することができる。 In an embodiment of the invention, the catalyst is metallic. Any metal that can function as a catalyst in the alkylation reaction of the present invention can be used, including but not limited to copper and / or iron. The metal-based catalyst can be present in solid form (eg in the case of copper or iron, granular form (eg powder or filings), wire and / or mesh etc.) and / or in any oxidation state of the metal. Salts that can be present (eg cuprous salts such as cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous cyanide, copper (I) sulfate, phenyl copper (I), and / or ferrous and / or Or as a ferric salt, such as ferrous chloride and ferric chloride).
本発明の方法における触媒として金属塩を用いる場合、これを、1つ又は複数のアルキル化ゾーンに加え、及び/またはその中でインサイチューで形成させることができる。後者の場合において、固体金属を1つ又は複数のアルキル化ゾーンに加えることができ、その中の条件により塩が形成される場合がある。例えば、固体鉄を塩素化反応混合物に加えた場合、存在する塩素は元素鉄と結合してインサイチューで塩化第二鉄又は塩化第一鉄を形成することができる。金属塩がインサイチューで形成される場合、反応混合物中で元素金属触媒の所定の濃度(例えば1種又は複数種の金属塩、及び/若しくはリガンドの濃度と比較して過剰な元素金属)を維持することが望ましい場合があるとはいっても、したがって追加の元素金属触媒を、反応を連続的にまたは断続的に進行させるように加えることができる。 If a metal salt is used as a catalyst in the process of the present invention, it can be added to and / or formed in situ in one or more alkylation zones. In the latter case, the solid metal can be added to one or more alkylation zones, and the conditions therein may form a salt. For example, when solid iron is added to the chlorination reaction mixture, the chlorine present can combine with elemental iron to form ferric chloride or ferrous chloride in situ. Maintains a predetermined concentration of elemental metal catalyst in the reaction mixture (eg, one or more metal salts and / or excess elemental metal compared to the ligand concentration) when the metal salt is formed in situ Although it may be desirable to do so, additional elemental metal catalysts can therefore be added to allow the reaction to proceed continuously or intermittently.
上記で言及したように、本発明の実施態様において、触媒はリガンド、好ましくは金属系触媒と錯体を形成することができる有機リガンドも含むことができる。適したリガンドとしては、アミン、ニトリト、アミド、ホスフェート、及びホスファイトが挙げられる。本発明の実施態様において、用いられるリガンドは、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、及びトリフェニルホスフェート等のアルキルホスフェートである。 As mentioned above, in embodiments of the present invention, the catalyst can also include a ligand, preferably an organic ligand capable of complexing with a metal-based catalyst. Suitable ligands include amines, nitrites, amides, phosphates, and phosphites. In an embodiment of the invention, the ligand used is an alkyl phosphate such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, and triphenyl phosphate.
追加の金属系触媒とリガンドは、当業者に知られており、当分野、例えばその内容が参照により組み入れられるUS6187978号に開示されている。 Additional metal-based catalysts and ligands are known to those skilled in the art and are disclosed in the art, eg, US Pat. No. 6,187,978, the contents of which are incorporated by reference.
触媒系の成分を、用いる場合には、1つ又は複数のアルキル化ゾーン(例えば主要アルキル化ゾーン、及び/又は用いる場合には、一次アルキル化ゾーン)に連続的にまたは断続的に供給することができる。加えて、または代わりに、それを1つ又は複数のアルキル化ゾーン(例えば主要アルキル化ゾーン、及び/又は用いる場合には、一次アルキル化ゾーン)に、アルキル化反応の開始前、及び/又はアルキル化反応の開始中に導入することができる。 Feeding the components of the catalyst system continuously or intermittently, if used, to one or more alkylation zones (eg, primary alkylation zone and / or primary alkylation zone, if used) Can do. In addition or alternatively, it may be added to one or more alkylation zones (eg, primary alkylation zone, and / or primary alkylation zone, if used) before the initiation of the alkylation reaction and / or It can be introduced during the start of the conversion reaction.
加えて、または代わりに、触媒(又は触媒の成分、例えばリガンド)を1つ又は複数のアルキル化ゾーン(例えば主要アルキル化ゾーン、又は用いる場合には、一次アルキル化ゾーン)に、反応混合物の他の成分と共に、例えば四塩化炭素及び/又はエテンの供給物中で供給することができる。 Additionally or alternatively, the catalyst (or catalyst component, eg, ligand) is added to one or more alkylation zones (eg, primary alkylation zone, or primary alkylation zone, if used) of the reaction mixture. For example in a carbon tetrachloride and / or ethene feed.
触媒が金属系触媒とリガンド等の促進剤とを含む本発明の実施態様において、主要アルキル化ゾーン、及び/又は用いる場合には、一次アルキル化ゾーン中に存在する反応混合物中の促進剤:金属系触媒のモル比を、1:1を超える比、より好ましくは2:1、5:1、又は10:1を超える比にて維持する。 In embodiments of the invention in which the catalyst comprises a metal-based catalyst and a promoter such as a ligand, the promoter in the main alkylation zone and / or reaction mixture present in the primary alkylation zone, if used: metal The molar ratio of the system catalyst is maintained at a ratio greater than 1: 1, more preferably greater than 2: 1, 5: 1, or 10: 1.
固体金属触媒を反応混合物に加える場合、これを、用いる場合には一次アルキル化ゾーン、及び/又は主要アルキル化ゾーンに加えることができる。本発明の実施態様において、固体金属触媒を、用いる場合には一次アルキル化ゾーン、及び/又は主要アルキル化ゾーンに反応混合物の約0.1〜4質量%、約0.5〜3質量%、又は約1〜2質量%の濃度を維持するような量で加える。 If a solid metal catalyst is added to the reaction mixture, it can be added to the primary alkylation zone and / or the main alkylation zone, if used. In embodiments of the present invention, solid metal catalyst, if used, is about 0.1-4%, about 0.5-3% by weight of the reaction mixture in the primary alkylation zone and / or main alkylation zone, Or added in an amount to maintain a concentration of about 1-2% by weight.
加えて、または代わりに、金属系触媒を用いる場合、これを反応混合物の約0.1質量%、約0.15質量%又は約0.2質量%〜約1.0質量%、約0.5質量%又は約0.3質量%の溶解金属含有量を確立するように加える。 In addition or alternatively, if a metal-based catalyst is used, it is about 0.1%, about 0.15% or about 0.2% to about 1.0%, about 0.00% by weight of the reaction mixture. Add to establish a dissolved metal content of 5% by weight or about 0.3% by weight.
用いられる触媒系が金属系触媒及び促進剤を含む本発明の実施態様において、金属系触媒及び促進剤を反応混合物に同時に加えることができ、並びに/または装置の同じ部分、例えば(用いる場合には)一次アルキル化ゾーン及び又は主要アルキル化ゾーンにおいて加えることができる。 In an embodiment of the invention in which the catalyst system used comprises a metal catalyst and a promoter, the metal catalyst and promoter can be added simultaneously to the reaction mixture and / or the same part of the apparatus, for example (if used) ) It can be added in the primary alkylation zone and / or in the main alkylation zone.
代わりに、金属系触媒及び促進剤を装置の異なる位置において逐次的に又は別個に加えることができる。例えば、固体金属触媒を、追加の未使用の促進剤も加えることができる再循環ループからそのゾーンに供給される促進剤と共に一次アルキル化ゾーンに加えることができる。 Alternatively, the metal-based catalyst and promoter can be added sequentially or separately at different locations in the apparatus. For example, the solid metal catalyst can be added to the primary alkylation zone along with the promoter supplied to the zone from a recycle loop where additional unused promoter can also be added.
本発明の実施態様において、一次及び/又は主要アルキル化ゾーンを、環境圧力又は環境圧力より低い圧力、すなわち約100kPa超、約200kPa超、約300kPa超、約400kPa超、約500kPa超、約600kPa超、約700kPa超、又は約800kPa超の圧力において動作させる。典型的には、一次及び/又は主要アルキル化ゾーン中の圧力は、約2000kPa、約1700kPa、約1500kPa、約1300kPa、約1200kPa、又は約1000kPa以下である。 In an embodiment of the present invention, the primary and / or primary alkylation zone is at or below ambient pressure, ie greater than about 100 kPa, greater than about 200 kPa, greater than about 300 kPa, greater than about 400 kPa, greater than about 500 kPa, greater than about 600 kPa. Operating at a pressure above about 700 kPa, or above about 800 kPa. Typically, the pressure in the primary and / or primary alkylation zone is about 2000 kPa, about 1700 kPa, about 1500 kPa, about 1300 kPa, about 1200 kPa, or about 1000 kPa or less.
加えて、または代わりに、本発明の実施態様において、一次及び/又は主要アルキル化ゾーンを高温、すなわち約30℃、約40℃、約50℃、約60℃、約70℃、約80℃、約90℃、又は約100℃以上の温度にて動作させる。典型的には、一次及び/又は主要アルキル化ゾーンを約200℃、約180℃、約160℃、約140℃、約130℃、約120℃、又は約115℃以下の温度にて動作させる。 In addition or alternatively, in embodiments of the present invention, the primary and / or primary alkylation zones may be heated to an elevated temperature, i. It is operated at a temperature of about 90 ° C. or about 100 ° C. or higher. Typically, the primary and / or primary alkylation zone is operated at a temperature of about 200 ° C, about 180 ° C, about 160 ° C, about 140 ° C, about 130 ° C, about 120 ° C, or about 115 ° C.
本発明の方法の他の特徴と組み合わせたこれらの範囲内の温度と圧力の使用が、問題となる副生成物の形成を最小化しつつ、目的のC3~6塩素化アルカンの収率及び/又は選択性を最大にすることが、有利なことに見出されている。 Use of temperature and pressure within these ranges in combination with other features of the method of the present invention, while minimizing the formation of by-products in question, of C 3 ~ 6 chlorinated alkanes object yields and / Or it has been found to be advantageous to maximize selectivity.
本発明の方法において、複数のアルキル化ゾーンを用いることができる。任意の数、例えば1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、又は10個又はそれより多くのアルキル化ゾーンを用いることができる。複数の一次及び/又は主要アルキル化ゾーンを用いる実施態様において、任意の数(例えば1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、又は10個又はそれより多くの)一次及び/又は主要アルキル化ゾーンが存在することができる。 Multiple alkylation zones can be used in the process of the present invention. Any number of alkylation zones can be used, for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more. In embodiments using multiple primary and / or primary alkylation zones, any number (eg, one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, or ten) There may be one or more primary and / or primary alkylation zones.
誤解を避けるために、アルキル化ゾーン(一次及び/又は主要)の特性、例えば動作条件、動作の方法、特性等について言及する場合、本発明の実施態様が、複数の一次及び/又は主要アルキル化ゾーンを含むものに関する限りにおいて、これらのゾーンの1つ、幾つか、又は全ては、問題になっている1つ又は複数の特性を示すことができる。例えば、簡略して表現するために、特定の動作温度を有する主要アルキル化ゾーンについて言及する場合、複数の主要アルキル化ゾーンを含む実施態様に関する限り、これは、その主要アルキル化ゾーンの1つ、幾つか、又は全てがその特定の温度において動作することの言及として受け取るべきである。 To avoid misunderstandings, when referring to characteristics of the alkylation zone (primary and / or primary), such as operating conditions, method of operation, characteristics, etc., embodiments of the present invention may include multiple primary and / or primary alkylations. As far as including zones, one, some, or all of these zones can exhibit one or more characteristics in question. For example, for the sake of brevity, when referring to a primary alkylation zone having a particular operating temperature, as far as embodiments involving multiple primary alkylation zones are concerned, this is one of the primary alkylation zones, Some or all should be taken as a reference to operate at that particular temperature.
複数の一次及び/又は主要アルキル化ゾーンを用いる配列において、そのアルキル化ゾーンは並列又は直列で動作することができる。 In arrangements using multiple primary and / or primary alkylation zones, the alkylation zones can operate in parallel or in series.
一次及び主要アルキル化ゾーンを用いる配列において、アルケンと四塩化炭素とのアルキル化反応を制御して、一次アルキル化ゾーンにおいて完了のある程度を超えてそれが進行することを防止することができ、例えば、一次アルキル化ゾーンから抽出され、及び/または主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が、必須ではないものの85:15、90:10、93:7、又は95:5を超えないようにすることができる。加えて、又は代わりに、一次アルキル化ゾーンから抽出され、及び/または主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が、50:50、60:40、70:30、75:25、又は80:20を超えるように、反応を完了の比較的進んだ段階まで実施することを許容することができる。 In arrangements using primary and primary alkylation zones, the alkylation reaction between alkene and carbon tetrachloride can be controlled to prevent it from progressing beyond a certain degree of completion in the primary alkylation zone, for example , it is extracted from the primary alkylation zone, and / or C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture fed to the main alkylation zone: four molar ratio of carbon tetrachloride are, although not essential 85: 15, 90: 10, 93: 7, or 95: 5 may not be exceeded. Additionally or alternatively, the primary alkylation zone is extracted from, and / or C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture fed to the main alkylation zone: four molar ratio of chloride carbon, 50: 50, The reaction can be allowed to run to a relatively advanced stage of completion, such as exceeding 60:40, 70:30, 75:25, or 80:20.
一次アルキル化ゾーンにおけるアルキル化反応の進行の制御は、四塩化炭素の1,1,1,3‐テトラクロロプロパンへの全転化に有利でない反応条件の使用により達成することができる。加えて、または代わりに、一次アルキル化ゾーンにおけるアルキル化反応の進行の制御は、一次アルキル化ゾーン中の反応混合物の滞留時間の慎重な選択、例えば約20〜300分、約40〜250分、約60〜約200分、又は約90〜約180分により達成することができる。本発明の実施態様において、一次及び/又は主要アルキル化ゾーンに供給されるアルケンの量を制限することにより、モル比を制御することができる。例えば、一次及び/又は主要アルキル化ゾーンに供給される四塩化炭素:アルケンのモル比は、約50:50〜約55:45、約60:40、約65:35、約70:30、約75:25、約80:20、約85:15、又は約90:10の範囲であることができる。 Control of the progress of the alkylation reaction in the primary alkylation zone can be achieved by the use of reaction conditions that are not favorable for the total conversion of carbon tetrachloride to 1,1,1,3-tetrachloropropane. In addition or alternatively, the control of the progress of the alkylation reaction in the primary alkylation zone can be controlled by careful selection of the residence time of the reaction mixture in the primary alkylation zone, such as about 20-300 minutes, about 40-250 minutes, It can be achieved in about 60 to about 200 minutes, or about 90 to about 180 minutes. In embodiments of the invention, the molar ratio can be controlled by limiting the amount of alkene fed to the primary and / or primary alkylation zone. For example, the molar ratio of carbon tetrachloride: alkene fed to the primary and / or primary alkylation zone is about 50:50 to about 55:45, about 60:40, about 65:35, about 70:30, about It can be in the range of 75:25, about 80:20, about 85:15, or about 90:10.
一次及び主要アルキル化ゾーンを用いる実施態様において、C3~6塩素化アルカンのほとんどを一次アルキル化ゾーンで製造することができる。係る実施態様において、主要反応ゾーン中で製造されたC3~6アルカンの割合は、例えば反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が1から10、2から8、又は3から5だけ増加するように、十分に低いことができる。
In embodiments using a primary and primary alkylation zone, it is possible to manufacture the
例えば、一次アルキル化ゾーンから抽出され、主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が90:10である場合、主要アルキル化ゾーンから抽出された混合物中に存在するC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が92:8、93:7、又は95:5であることができるように、モル比は主要アルキル化ゾーンにおいて2、3、又は5だけ増加することができる。 For example, extracted from the primary alkylation zone, C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture fed to the main alkylation zone: four case the molar ratio of carbon tetrachloride is 90:10, extracted from the main alkylation zone C 3 ~ 6 chlorinated alkanes present in the mixture that is: four molar ratio of carbon tetrachloride is 92: 8,93: 7, or 95: as can be 5, the molar ratio in the main alkylation zone It can be increased by 2, 3, or 5.
しかし、本発明の方法の実行可能性は、一次反応ゾーンにおいて起こる目的のC3~6塩素化アルカンへの四塩化炭素の転化の大部分に依存しない。したがって、代替的な実施態様において、目的のC3~6塩素化アルカンへの四塩化炭素の転化の程度は、一次及び主要アルキル化ゾーン間で釣り合うことができ、または一次アルキル化ゾーンより主要アルキル化ゾーンで大きくてよい。 However, feasibility of the method of the present invention does not depend on the bulk of the conversion of carbon tetrachloride to the desired C 3 ~ 6 chlorinated alkanes which occurs in the primary reaction zone. Accordingly, in an alternative embodiment, the degree of fourth carbon tetrachloride conversion to C 3 ~ 6 chlorinated alkanes of interest, can be balanced between the primary and major alkylation zone, or major than the primary alkylation zone alkyl It may be large in the conversion zone.
したがって、反応混合物を一次アルキル化ゾーンから(連続的にまたは断続的に)取り出し、反応混合物中に存在する残っている四塩化炭素の一部が、目的のC3~6塩素化アルカンへ転化する主要アルキル化ゾーンに供給することができる。係る実施態様において、反応混合物中に存在する任意の未反応アルケン出発物質を、有利には完全に(または少なくともほぼ完全に)使用することができる。 Thus, the reaction mixture from the primary alkylation zone (continuously or intermittently) removed some of the carbon tetrachloride remaining present in the reaction mixture, to conversion to C 3 ~ 6 chlorinated alkane of interest It can be fed to the main alkylation zone. In such embodiments, any unreacted alkene starting material present in the reaction mixture can advantageously be used completely (or at least almost completely).
本発明の方法において、用いる場合には、一次及び主要アルキル化ゾーンを異なる条件下で動作させることができる。主要アルキル化ゾーンを1つ又は複数の一次アルキル化ゾーンより高い圧力、例えば、少なくとも約10kPa高い、約20kPa高い、約50kPa高い、約100kPa高い、約150kPa高い、約200kPa高い、約300kPa又は約500kPa高い圧力下で動作させることができる。 When used in the process of the present invention, the primary and primary alkylation zones can be operated under different conditions. The primary alkylation zone is at a higher pressure than the one or more primary alkylation zones, e.g., at least about 10 kPa higher, about 20 kPa higher, about 50 kPa higher, about 100 kPa higher, about 150 kPa higher, about 200 kPa higher, about 300 kPa or about 500 kPa. Can operate under high pressure.
本発明の実施態様において、アルケンを主要アルキル化ゾーンに供給しなくてよく、その1つ又は複数のゾーンに対するアルケンの唯一のソースは、主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物中にあることができる。 In embodiments of the present invention, the alkene may not be fed to the main alkylation zone, and the only source of alkene for that zone or zones is in the reaction mixture fed to the main alkylation zone. it can.
加えて、四塩化炭素とアルケン間のアルキル化反応が(任意選択的にリガンドを含む)金属系触媒により触媒される実施態様において、金属系触媒及び/又はリガンドを主要アルキル化ゾーンに供給しなくてよい。係る実施態様において、触媒の唯一のソースは、主要アルキル化ゾーンに供給される反応混合物であることができる。加えて、または代わりに、主要アルキル化ゾーンに触媒床を与えることができる。 In addition, in embodiments where the alkylation reaction between carbon tetrachloride and alkene is catalyzed by a metal-based catalyst (optionally including a ligand), the metal-based catalyst and / or ligand is not fed to the main alkylation zone. It's okay. In such embodiments, the only source of catalyst can be the reaction mixture fed to the main alkylation zone. In addition or alternatively, a catalyst bed can be provided in the main alkylation zone.
一次及び主要アルキル化ゾーンを用い、固体金属触媒が一次アルキル化ゾーン中の反応混合物中に存在する(例えばそこに直接的に加えることにより)本発明の方法において、主要アルキル化ゾーンに供給するために、一次アルキル化ゾーンから反応混合物を抽出する場合、一次アルキル化ゾーンからの反応混合物の抽出を、非常に少ない(もしあれば)固体金属触媒(例えば反応混合物のリットル当たり約5mg未満、約2mg未満、約1mg未満、約0.5mg未満、約0.2mg未満、約0.1mg未満の固体金属触媒)が反応混合物中に存在するように実施することができる。 In order to feed the primary alkylation zone in the process of the present invention, using the primary and primary alkylation zones, the solid metal catalyst is present in the reaction mixture in the primary alkylation zone (eg by adding directly thereto). In addition, when extracting the reaction mixture from the primary alkylation zone, the extraction of the reaction mixture from the primary alkylation zone may involve very little (if any) solid metal catalyst (eg, less than about 5 mg per liter of reaction mixture, about 2 mg). Less than about 1 mg, less than about 0.5 mg, less than about 0.2 mg, less than about 0.1 mg solid metal catalyst) may be present in the reaction mixture.
これは、当業者に知られている任意の方法及び/又は装置、例えばフィルターメッシュを備え、及び/または適切な直径を有し、適切な位置において1つ又は複数の一次アルキル化ゾーンへ延在するチューブの使用により達成することができる。 This comprises any method and / or apparatus known to the person skilled in the art, for example a filter mesh and / or has a suitable diameter and extends to one or more primary alkylation zones at suitable locations. Can be achieved by the use of a tube.
用いる場合には、一次及び主要アルキル化ゾーンは、同じ又は異なる反応器内にあることができ、それは同じまたは異なる種類の反応器であることができる。更に、複数の一次アルキル化ゾーンを用いる実施態様において、これらは同じまたは異なる反応器内にあることができる。同様に、複数の主要アルキル化ゾーンを用いる実施態様において、これらは同じまたは異なる反応器内にあることができる。 If used, the primary and primary alkylation zones can be in the same or different reactors, which can be the same or different types of reactors. Further, in embodiments using multiple primary alkylation zones, these can be in the same or different reactors. Similarly, in embodiments using multiple primary alkylation zones, these can be in the same or different reactors.
反応器の任意の種類、又は当業者に知られている反応器を本発明の方法において用いることができる。アルキル化ゾーンを与えるのに用いることができる反応器の具体例は、カラム反応器(例えばカラムガス‐液体反応器)、管型反応器、バブルカラム反応、プラグ/フロー反応器(例えば管型プラグ/フロー反応器)及び撹拌タンク反応器(例えば連続撹拌タンク反応器)である。 Any type of reactor or reactor known to those skilled in the art can be used in the process of the present invention. Specific examples of reactors that can be used to provide an alkylation zone include column reactors (eg, column gas-liquid reactors), tubular reactors, bubble column reactions, plug / flow reactors (eg, tubular plug / flow reactors). Flow reactors) and stirred tank reactors (eg, continuous stirred tank reactors).
一次アルキル化ゾーンが連続撹拌タンク反応器(CSTR)内に存在し、主要アルキル化ゾーンがプラグ/フロー反応器内に存在する配列が有利な結果を与えた。 An arrangement in which the primary alkylation zone was in a continuous stirred tank reactor (CSTR) and the primary alkylation zone was in a plug / flow reactor gave advantageous results.
本発明の方法の1つの利点は、アルキル化ゾーン(例えば一次アルキル化ゾーン及び/又は主要アルキル化ゾーン)が連続(定常状態)プロセスで動作するかバッチ式プロセスで動作するかにかかわらず、望む結果が得られることである。用語「連続プロセス」及び「バッチ式プロセス」は、当業者に理解されるであろう。 One advantage of the method of the present invention is desired regardless of whether the alkylation zone (eg, primary alkylation zone and / or primary alkylation zone) operates in a continuous (steady state) process or a batch process. The result is to be obtained. The terms “continuous process” and “batch process” will be understood by those skilled in the art.
実施態様において、用いる場合には、一次アルキル化ゾーンを連続プロセス又はバッチ式プロセスで動作させる。加えて、または代わりに、用いる場合には、第二の1つ又は複数のアルキル化ゾーンを連続プロセス又はバッチ式プロセスで動作させる。 In embodiments, when used, the primary alkylation zone is operated in a continuous or batch process. In addition or alternatively, when used, the second one or more alkylation zones are operated in a continuous or batch process.
本発明の方法において、主要アルキル化ゾーン中の反応混合物中のC3~6塩素化アルカンの濃度を、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が、i)95:5(主要アルキル化ゾーンが連続動作である場合)、またはii)99:1(主要アルキル化ゾーンがバッチ式動作である場合)を超えないような濃度にて維持する。 In the method of the present invention, the concentration of C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture in the primary alkylation zone, C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture extracted from the primary alkylation zone: carbon tetrachloride At a concentration such that the molar ratio does not exceed i) 95: 5 (when the primary alkylation zone is in continuous operation) or ii) 99: 1 (when the primary alkylation zone is in batch operation) maintain.
主要アルキル化ゾーンが連続動作である本発明のある実施態様において、C3~6塩素化アルカンの含有量を、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のその化合物:四塩化炭素の比が、約94:6、約92:8、又は約90:10を超えないように制御することができる。
In certain embodiments of the present invention that the primary alkylation zone is in continuous operation,
主要アルキル化ゾーンがバッチ式動作である本発明の代替的な実施態様において、C3~6塩素化アルカンの含有量を、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のその化合物:四塩化炭素の比が、約97:3、約95:5、又は約90:10を超えないように制御することができる。
In an alternative embodiment of the present invention that the primary alkylation zone is batchwise operation,
主要アルキル化ゾーンが連続プロセスであるかバッチ式プロセスであるかにかかわらず、C3~6塩素化アルカンの含有量を、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のその化合物:四塩化炭素の比が約70:30、約80:20、約85:15、又は約90:10以上であるように制御することができる。
Regardless major or alkylation zone is either batchwise process is a continuous process,
驚くべきことに、四塩化炭素の目的のC3~6塩素化アルカンへの転化の程度を制御すること、及び反応が完了まで進行することを防止することにより、不純物の形成が、有利に低減されることが見出された。例えば、本発明の方法において用いられるアルケン原料がエテンである実施態様において、(そうでなければ形成する)ペンタン等の望ましくない副生成物の生成が最小化する。 Surprisingly, by controlling the extent of conversion to the desired C 3 ~ 6 chlorinated alkane carbon tetrachloride, and by preventing the reaction proceeds to completion, the formation of impurities is advantageously reduced It was found that For example, in embodiments where the alkene feed used in the process of the present invention is ethene, the formation of undesirable by-products such as pentane (otherwise formed) is minimized.
したがって、本発明の実施態様において、主要反応ゾーンから抽出された反応混合物は、一連の反応生成物、すなわちC3~6塩素化アルカン生成物より炭素数の大きい化合物を約5%未満、約2%未満、約1%未満、約0.5%未満、約0.2%未満、約0.1%未満、約0.05%未満、又は約0.02%未満含む。 Accordingly, in an embodiment of the present invention, the reaction mixture was extracted from the main reaction zone, a series of reaction products, i.e. C 3 ~ less large carbon number compounds than 6 chlorinated alkane product about 5%, about 2 %, Less than about 1%, less than about 0.5%, less than about 0.2%, less than about 0.1%, less than about 0.05%, or less than about 0.02%.
C3~6塩素化アルカンの含有量の制御を、アルキル化プロセスの進行を遅らせること、及び/又は追加の四塩化炭素を主要アルキル化ゾーンに導入することにより達成することができる。
The control of the content of
C3~6塩素化アルカンの含有量をアルキル化プロセスを遅らせることにより制御する実施態様において、これは、四塩化炭素の1,1,1,3‐テトラクロロプロパンへの全転化に有利でない反応条件の使用により達成することができる。例えばこれは、反応混合物又は少なくともその一部を、アルキル化反応の進行を減速するか、または停止させる条件に供することにより達成することができる。係る実施態様において、1つ又は複数のアルキル化ゾーン(例えば、用いる場合には、1つ又は複数の主要アルキル化ゾーン)において反応混合物が受ける圧力を十分に、例えば少なくとも約500kPa、少なくとも約700kPa、少なくとも約1000kPa下げることができる。
加えて、または代わりに、反応混合物が受ける圧力を、環境圧力又は環境圧力より低い圧力まで下げることができる。圧力の低減は、1つ又はそれより多くのアルキル化ゾーン(例えば、用いる場合には、主要アルキル化ゾーンの1つ、幾つか、又は全て)中で起こることができる。加えて、または代わりに、圧力の低減は、1つ又は複数のアルキル化ゾーンからの反応混合物の抽出に続いて起こることができる。 Additionally or alternatively, the pressure experienced by the reaction mixture can be reduced to ambient pressure or a pressure below ambient pressure. The pressure reduction can occur in one or more alkylation zones (eg, one, some, or all of the primary alkylation zones, if used). In addition or alternatively, pressure reduction can occur following extraction of the reaction mixture from one or more alkylation zones.
加えて、または代わりに、C3~6塩素化アルカンの含有量をアルキル化プロセスを遅らせることにより制御する実施態様において、これは、反応混合物中に存在するアルケン濃度を制限することにより達成することができる。
Additionally or alternatively, in embodiments be controlled by delaying the alkylation process the content of
本発明の実施態様において、1つ又は複数のアルキル化ゾーン中のアルキル化反応の進行の制御は、1つ又は複数のアルキル化ゾーン中の反応混合物の滞留時間の慎重な選択により達成することができる。例えば、1つ又はそれより多くの主要アルキル化ゾーンを用いる実施態様において、1つ又は複数のそのゾーン中の反応混合物の滞留時間は、例えば約1〜120分、約5〜100分、約15〜約60分、又は約20〜約40分であることができる。 In an embodiment of the present invention, the control of the progress of the alkylation reaction in one or more alkylation zones can be achieved by careful selection of the residence time of the reaction mixture in one or more alkylation zones. it can. For example, in embodiments using one or more primary alkylation zones, the residence time of the reaction mixture in one or more of the zones is, for example, about 1 to 120 minutes, about 5 to 100 minutes, about 15 Can be from about 60 minutes, or from about 20 to about 40 minutes.
C3~6塩素化アルカンの含有量をアルキル化プロセスを遅らせることにより制御する実施態様において、このことは、加えて、または代わりに、主要アルキル化ゾーンの動作温度を下げることにより達成することができる(例えば約5℃以上、約10℃以上、約20℃以上、約50℃以上、又は約100℃以上)。加えて、または代わりに、主要転化ゾーンの動作温度を約20℃、約10℃、又は約0℃に下げることができる。
In the embodiment controlled by delaying the alkylation process the content of
加えて、または代わりに、アルキル化プロセスは、反応混合物中に存在する触媒の量を制限すること、又は主要アルキル化ゾーンから触媒床(存在する場合には)を除去することにより遅らせることができる。 In addition or alternatively, the alkylation process can be delayed by limiting the amount of catalyst present in the reaction mixture or by removing the catalyst bed (if present) from the main alkylation zone. .
主要アルキル化ゾーンの撹拌(agitation)又は撹拌(stirring)の速度を下げてアルキル化プロセスを遅らせることもできる。 It is also possible to slow down the alkylation process by reducing the speed of agitation or stirring of the main alkylation zone.
上記で言及したように、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物は、四塩化炭素とC3~6塩素化アルカンとを含む。しかし、本発明の実施態様において、条件及び用いられる装置に依存して、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物は、未反応のアルケン出発物質、触媒、及び/又は不純物(例えば塩素化アルカン不純物、塩素化アルケン不純物、及び/又は酸素化有機化合物)を追加的に含むことができる。 As mentioned above, the reaction mixture was extracted from the main alkylation zone includes a carbon tetrachloride and C 3 ~ 6 chlorinated alkanes. However, in embodiments of the present invention, depending on the conditions and equipment used, the reaction mixture extracted from the main alkylation zone may contain unreacted alkene starting materials, catalysts, and / or impurities (eg, chlorinated alkane impurities). , Chlorinated alkene impurities, and / or oxygenated organic compounds).
C3~6塩素化アルカンと共に未反応のアルケンが存在することが、特に、C3~6塩素化アルカンを用いる下流プロセスに関して問題となる可能性があるならば、本発明の実施態様において、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物を、反応混合物中に存在するアルケンの少なくとも約50質量%以上をそこから抽出し、抽出されたアルケンの少なくとも約50%を主要アルキル化ゾーン中に与えられる反応混合物に戻す脱アルケン化工程に供する。
The presence unreacted alkene with
係る実施態様は、本発明の方法において用いられるアルケン供給物の全使用とまではいかなくとも、それが実質的に可能であるため特に有利である。 Such an embodiment is particularly advantageous since it is substantially possible if not fully used of the alkene feed used in the process of the present invention.
本発明の実施態様において、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中に存在するアルケンの少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97%、又は少なくとも約99%を脱アルケン化工程中に除去する。 In embodiments of the invention, at least about 60%, at least about 70%, at least about 80%, at least about 90%, at least about 95%, at least about at least about alkene present in the reaction mixture extracted from the main alkylation zone. 97%, or at least about 99% is removed during the dealkenylation step.
反応混合物からの未反応のアルケンの除去は、当業者に知られている任意の方法を用いて達成することができる。本発明の実施態様において、反応混合物からのアルケンの抽出は、得られたアルケンの豊富なストリームをもたらす蒸留方法、例えばエテン(−103.7℃)対四塩化炭素(76.6℃)及び1,1,1,3‐テトラクロロプロパン(159℃)のように、アルケンの沸点が、反応混合物中に存在する他の化合物の沸点より十分に低い場合の実施態様において都合よく配置することができるフラッシュ蒸留を用いて達成することができる。 Removal of unreacted alkene from the reaction mixture can be accomplished using any method known to those skilled in the art. In an embodiment of the present invention, the extraction of the alkene from the reaction mixture may be accomplished by distillation methods that result in a stream enriched in the resulting alkene, such as ethene (−103.7 ° C.) versus carbon tetrachloride (76.6 ° C.) and 1 Flash, which can be conveniently arranged in embodiments where the boiling point of the alkene is sufficiently lower than the boiling point of other compounds present in the reaction mixture, such as 1,1,1,3-tetrachloropropane (159 ° C.) It can be achieved using distillation.
反応混合物の脱アルケン化は、選択的であることができる。言い換えると、アルケンは、反応混合物からの他の化合物の十分な除去なしに選択的に抽出される。係る実施態様において、反応混合物から抽出されたアルケンは、約10%未満、約5%未満、約2%未満、又は約1%未満のアルケン出発物質以外の化合物を含むことができる。 Dealkenylation of the reaction mixture can be selective. In other words, the alkene is selectively extracted without sufficient removal of other compounds from the reaction mixture. In such embodiments, the alkene extracted from the reaction mixture can comprise less than about 10%, less than about 5%, less than about 2%, or less than about 1% of a compound other than the alkene starting material.
反応混合物の蒸留は、当分野で知られている任意の方法又は任意の装置により達成することができる。例えば、従来の蒸留装置(例えば蒸留塔)を用いることができる。加えて、または代わりに、本発明の実施態様において、反応混合物が抽出される主要アルキル化ゾーン中の圧力が環境圧力より低い場合、反応混合物からのアルケンの蒸発は、主要アルキル化ゾーンからの抽出の後に環境圧より低い圧力において反応混合物を維持すること、及び反応混合物からのアルケンの蒸発が起こる蒸発ゾーンにそれを供給することにより達成することができる。 Distillation of the reaction mixture can be accomplished by any method or any apparatus known in the art. For example, a conventional distillation apparatus (for example, a distillation column) can be used. In addition or alternatively, in embodiments of the present invention, if the pressure in the main alkylation zone from which the reaction mixture is extracted is lower than the ambient pressure, the evaporation of the alkene from the reaction mixture will result in extraction from the main alkylation zone. Can be achieved by maintaining the reaction mixture at a pressure below the ambient pressure after and supplying it to the evaporation zone where evaporation of the alkene from the reaction mixture takes place.
本発明の実施態様において、蒸発ゾーン中の反応混合物からのアルケンの蒸発は、脱圧、例えば、反応混合物が、例えば少なくとも約500kPa、少なくとも約700kPa、少なくとも約1000kPa低い圧力、及び/又は環境圧力若しくは環境圧力より低い圧力に十分に下げることにより達成することができる。好都合なことに、脱圧を部分的にまたは全体的に用いて目的のC3~6塩素化アルカンへの四塩化炭素の転化を減速させ、または停止させ、更に反応混合物からアルケンを分離する実施態様において、これらの目的を1つの脱圧工程において同時に達成することができる。 In an embodiment of the present invention, the evaporation of the alkene from the reaction mixture in the evaporation zone is a depressurization, such as a pressure at which the reaction mixture is at least about 500 kPa, at least about 700 kPa, at least about 1000 kPa lower, and / or ambient pressure or This can be achieved by sufficiently reducing the pressure below the ambient pressure. Advantageously, implementation depressurization partially or totally used to slow the conversion of carbon tetrachloride to C 3 ~ 6 chlorinated alkanes of interest, or is stopped, further to separate the alkene from the reaction mixture In embodiments, these objectives can be achieved simultaneously in one depressurization step.
蒸発ゾーンは、反応混合物中に存在するアルケンの蒸発を達成することができる任意の装置、例えばフラッシュドラム等のフラッシュ蒸発装置であることができる。 The evaporation zone can be any device capable of achieving evaporation of the alkene present in the reaction mixture, for example a flash evaporation device such as a flash drum.
反応混合物から、例えばフラッシュ蒸発により蒸留されたアルケンを、好ましくは液体又はガス状形態で蒸留装置から抽出する。 The alkene distilled from the reaction mixture, for example by flash evaporation, is extracted from the distillation apparatus, preferably in liquid or gaseous form.
本発明の方法において、蒸発ゾーンから抽出されたアルケンの少なくとも約50質量%、少なくとも約70質量%、少なくとも約80質量%、少なくとも約90質量%、少なくとも約95質量%、少なくとも約97質量%、又は少なくとも約99質量%を一次及び/又は主要アルキル化ゾーンに戻す(すなわち再循環させる)。 In the method of the present invention, at least about 50%, at least about 70%, at least about 80%, at least about 90%, at least about 95%, at least about 97% by weight of the alkene extracted from the evaporation zone, Or at least about 99% by weight is returned (ie, recycled) to the primary and / or main alkylation zone.
誤解を避けるために、本発明の実施態様において、蒸留されたアルケンは、ガス状形態である場合には、主要アルキル化ゾーンに与えられる反応混合物に供給する前に、液体に戻してよく、または戻さなくてよい。例えば、ガス状アルケンの液体アルケンへの転化は、コンデンサを通過させること、及び/又は液体(好ましくは冷却した)四塩化炭素のストリーム中に捕集することにより達成することができ、それを、次いで1つ又は複数のアルキル化ゾーンに供給することができる。ガス状アルケンを、当業者に知られている任意の方法又は装置、例えば吸収カラムを用いて四塩化炭素の液体ストリーム中に捕集することができる。この配列は、アルキル化プロセスにおいて用いられる化合物の最大限の工業的利用を目的とする場合に有利である。 To avoid misunderstandings, in embodiments of the present invention, the distilled alkene, if in gaseous form, may be returned to liquid before being fed to the reaction mixture fed to the main alkylation zone, or There is no need to return it. For example, the conversion of a gaseous alkene to a liquid alkene can be accomplished by passing through a condenser and / or collecting in a liquid (preferably cooled) carbon tetrachloride stream, It can then be fed to one or more alkylation zones. Gaseous alkenes can be collected in a liquid stream of carbon tetrachloride using any method or apparatus known to those skilled in the art, such as an absorption column. This arrangement is advantageous for the purpose of maximal industrial utilization of the compounds used in the alkylation process.
上記で言及したように、本発明の実施態様において、触媒、例えば固体金属及び/又は金属塩触媒並びにリガンド等の促進剤を含む触媒系を、1つ又は複数のアルキル化ゾーン中に存在する反応混合物中で用いることができる。係る実施態様において、1つ又は複数のアルキル化ゾーンから抽出された反応混合物は、触媒を含むことができる。触媒の存在が、C3~6塩素化アルカンを用いる下流反応において問題となる可能性があるならば、反応混合物から触媒を除去することが好ましい場合がある。
As mentioned above, in embodiments of the present invention, a reaction comprising a catalyst system comprising a catalyst, such as a solid metal and / or metal salt catalyst, and a promoter such as a ligand, is present in one or more alkylation zones. It can be used in a mixture. In such embodiments, the reaction mixture extracted from one or more alkylation zones can include a catalyst. The presence of the catalyst, if there can be a problem in the downstream
加えて、高コストの触媒及び/又は促進剤、たとえば上記で言及されたアルキルホスフェート及びアルキルホスファイトリガンドを用いる触媒系に関して、再利用可能な触媒系、及び/又はその成分の回収は、用いなければならない未使用の触媒の量を最小化し、ひいては運転コストを低減するため好ましい。 In addition, with respect to catalyst systems using high cost catalysts and / or promoters, such as the alkyl phosphates and alkyl phosphite ligands referred to above, reusable catalyst systems and / or recovery of their components must be used. This is preferred because it minimizes the amount of unused catalyst that must be run, thus reducing operating costs.
反応混合物から本発明の方法において用いられる種類の触媒を除去する試みが以前に取り組まれていた一方、それを行うのに用いられる方法及び条件(典型的には過酷な条件を用いる蒸留を含む)は、触媒系を損傷させ、その触媒性能を低減する可能性がある。これは、ある有機リガンド、たとえばアルキルホスフェート及びアルキルホスファイトを促進剤として含む系の場合のように、特に触媒系が温度感受性である場合である。 While attempts have been made previously to remove the type of catalyst used in the process of the invention from the reaction mixture, the process and conditions used to do so (including typically distillation using harsh conditions) Can damage the catalyst system and reduce its catalytic performance. This is especially the case when the catalyst system is temperature sensitive, as in the case of systems containing certain organic ligands such as alkyl phosphates and alkyl phosphites as promoters.
したがって、本発明の実施態様において、主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物を、反応混合物を水性処理ゾーン中で水性媒体と接触させ、二相性混合物を形成し、触媒を含む有機相を二相性混合物から抽出する水性処理工程に供する。 Thus, in an embodiment of the present invention, the reaction mixture extracted from the main alkylation zone is contacted with an aqueous medium in the aqueous treatment zone to form a biphasic mixture and the organic phase containing the catalyst is biphasic. Subjected to an aqueous treatment step extracted from the mixture.
反応混合物を水性処理工程に供する本発明の実施態様において、反応混合物は、未反応の四塩化炭素とC3~6塩素化アルカン生成物とを含むことができる。加えて、反応混合物は、触媒(例えば金属系触媒及び触媒リガンドの錯体、又は遊離触媒リガンド)及び/又は未反応のアルケン出発物質を含むことができる。 In an embodiment of the present invention subjecting the reaction mixture to an aqueous process, the reaction mixture can include a carbon tetrachloride and C 3 ~ 6 chlorinated alkane product unreacted. In addition, the reaction mixture can include a catalyst (eg, a complex of a metal-based catalyst and a catalyst ligand, or a free catalyst ligand) and / or unreacted alkene starting material.
水性処理工程の使用により、従来技術において記載されている損傷条件(例えば高温、高い触媒濃度、及び/又は無水形態での鉄化合物の存在)を回避することができ、それは回収された触媒及び/又はその成分(例えばリガンド又は促進剤)を、触媒性能の重大な損失なく再利用(例えばそれを1つ又は複数のアルキル化ゾーンに与えられる反応混合物に戻すことができる)できることを意味する。本発明の実施態様において、二相性の水性処理された混合物のスチームストリッピングは、100℃を超えるボイラ温度を避けることができ、環境圧力を用いることができるため好ましい。 The use of an aqueous treatment step can avoid the damage conditions described in the prior art (eg high temperature, high catalyst concentration, and / or the presence of iron compounds in anhydrous form), which can be achieved with recovered catalyst and / or Or that component (eg, ligand or promoter) can be reused (eg, it can be returned to the reaction mixture fed to one or more alkylation zones) without significant loss of catalyst performance. In an embodiment of the present invention, steam stripping of the biphasic aqueous treated mixture is preferred because it can avoid boiler temperatures above 100 ° C. and environmental pressures can be used.
水性処理工程の更なる利点は、それが、反応混合物からの不純物、例えば存在する場合には酸素化有機生成物の除去をもたらすことである。より具体的には、プロセスが前駆体としてアルケン、例えばエテン、プロペン、1‐ブテン、2‐ブテン、1‐ヘキセン、3‐ヘキセン、1‐フェニル‐3‐ヘキセン、ブタジエン、ハロゲン化ビニルなどを含む場合、酸素化有機化合物(例えばアルカノール、アルカノイル、及び係る酸素化化合物を塩素化した誘導体)を形成する潜在的な可能性がある。有利には、反応混合物中の係る物質の濃度を、水性処理工程により、消滅しないとしても、許容可能な濃度まで十分に下げる。 A further advantage of the aqueous processing step is that it results in the removal of impurities from the reaction mixture, such as oxygenated organic products, if present. More specifically, the process includes as precursors alkenes such as ethene, propene, 1-butene, 2-butene, 1-hexene, 3-hexene, 1-phenyl-3-hexene, butadiene, vinyl halide, etc. In some cases, there is the potential to form oxygenated organic compounds such as alkanols, alkanoyls, and chlorinated derivatives of such oxygenated compounds. Advantageously, the concentration of such substances in the reaction mixture is sufficiently reduced to an acceptable concentration, even if it does not disappear by an aqueous treatment step.
水性処理工程を実施する本発明の実施態様において、水性処理ゾーン中に与えられる反応混合物は、目的のC3~6塩素化アルカン(例えば約50%以上の量で)、触媒、及び任意選択的に四塩化炭素及び/又は不純物、例えば有機酸素化化合物、(目的のC3~6塩素化アルカン以外の)塩素化アルカン化合物、及び又は塩素化アルケン化合物を含むことができる。 In an embodiment of the present invention to carry out the aqueous treatment step, the reaction mixture given in the aqueous treatment zone, (for example an amount of more than about 50%) C 3 ~ 6 chlorinated alkanes of interest, the catalyst, and optionally It may include carbon tetrachloride and / or impurities, such as organic oxygenated compound, (C 3 ~ other than six chlorinated alkane of interest) chlorinated alkane compounds, and or chlorinated alkene compound.
この触媒回収プロセスは、反応混合物を水性処理ゾーン中で水性媒体と接触させる水性処理工程に、反応混合物を供することを含む。実施態様において、水性媒体は水(液体及び/又は蒸気として)である。加えて、水性媒体は、他の化合物、たとえば酸を追加的に含むことができる。無機酸、たとえば塩酸、硫酸、及び/又はりん酸を用いることができる。 This catalyst recovery process involves subjecting the reaction mixture to an aqueous treatment step in which the reaction mixture is contacted with an aqueous medium in an aqueous treatment zone. In an embodiment, the aqueous medium is water (as liquid and / or vapor). In addition, the aqueous medium can additionally contain other compounds, for example acids. Inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and / or phosphoric acid can be used.
水性処理ゾーンに供給される水性媒体が、部分的にまたは全体的に液体形態である場合、液体水性媒体が反応混合物と接触すると二相性混合物が形成する。 If the aqueous medium fed to the aqueous treatment zone is partially or wholly in liquid form, a biphasic mixture forms when the liquid aqueous medium comes into contact with the reaction mixture.
代わりに、水性媒体がガス状形態、例えばスチームである場合、二相性混合物はすぐには形成しない場合があり、一旦ガス状水性媒体が凝縮する。水性処理工程で用いられる装置を、二相性混合物を形成する水性媒体の凝縮が、水性処理ゾーン内及び/または水性処理ゾーンから離れて起こるように構成することができる。 Alternatively, if the aqueous medium is in a gaseous form, such as steam, the biphasic mixture may not immediately form and once the gaseous aqueous medium condenses. The equipment used in the aqueous treatment process can be configured such that condensation of the aqueous medium that forms the biphasic mixture occurs within and / or away from the aqueous treatment zone.
本発明の実施態様において、C3~6塩素化アルカン生成物を、水性処理ゾーン中で形成された混合物から抽出することができる。水性処理ゾーンに供給される反応混合物中に存在するC3~6塩素化アルカンの大部分(例えば少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、又は少なくとも約90%)を、当業者に知られている任意の方法又は装置を用いて水性処理ゾーン中で形成された混合物から抽出することができる。
In an embodiment of the present invention, a
本発明の実施態様において、蒸留を用いて、水性処理ゾーン中で形成された混合物からC3~6塩素化アルカン生成物を抽出する。蒸留は、得られたC3~6塩素化アルカン生成物の豊富なストリームをもたらすことができる。 In an embodiment of the present invention, using distilled to extract the C 3 ~ 6 chlorinated alkane product from the mixture formed in an aqueous treatment zone. Distillation can result in rich stream obtained C 3 ~ 6 chlorinated alkanes product.
本明細書全体に亘って用いられる用語特定の化合物(又は対応する言葉)「の豊富なストリーム」は、ストリームが少なくとも約90%、約95%、約97%、約98%、又は約99%の特定の化合物を含むことを意味するように用いられる。更に、用語「ストリーム」は、狭く解釈すべきではなく、任意の方法を介して混合物から抽出された(フラクションを含む)組成物を包含する。 As used throughout this specification, the term "rich stream" of a particular compound (or corresponding term) is at least about 90%, about 95%, about 97%, about 98%, or about 99% of the stream. Are used to mean including the following specific compounds: Furthermore, the term “stream” should not be construed narrowly, but encompasses compositions (including fractions) extracted from the mixture via any method.
例えば、C3~6アルカンをそのアルカンと水蒸気とを含むガス状混合物から蒸留することができる。C3~6塩素化アルカンを、C3~6塩素化アルカンの豊富なストリームにおいて蒸留することができる。水性媒体が、部分的にまたは全体的に液体形態である本発明の実施態様において、C3~6塩素化アルカンの蒸留を、存在する混合物を沸騰させてC3~6塩素化アルカンを蒸発させ、ガス状C3~6塩素化アルカン/水蒸気混合物(これからC3~6塩素化アルカンを例えばスチーム蒸留法を用いて蒸留することができる)を製造することにより達成することができる。
For example, it is possible to distill the
加えて、または代わりに、水性媒体を部分的にまたは全体的にガス状形態で与える場合、これは、C3~6塩素化アルカンを蒸発させてアルカンと水蒸気とを含むガス状混合物を形成させ、それを、次いで任意選択的に蒸留、例えばスチーム蒸留に供し、C3~6塩素化アルカンを除去することができる。C3~6塩素化アルカンを、その化合物の豊富なストリームで得ることができる。
Additionally or alternatively, when giving the aqueous medium partially or totally in the gaseous form, which, by evaporating the
C3~6塩素化アルカンをC3~6塩素化アルカン及び水蒸気のガス状混合物から蒸留する実施態様において、ガス状塩素化アルカン/水蒸気混合物が水性処理ゾーンから蒸留装置に直接的に通過することができるように、蒸留装置を水性処理ゾーンに結合することができる。代わりに、蒸留装置は、ガス状混合物を最初に水性処理ゾーンから抽出し、次いで蒸留装置に輸送するように、水性処理ゾーンから離れて位置することができる。いずれの配列でも、C3~6塩素化アルカンを、その化合物の豊富なストリームで得ることができる。
代替的な実施態様において、水性媒体及び反応混合物が液体形態である場合、当業者に知られている従来の蒸留方法を用いて、C3~6塩素化アルカンをその液体混合物から抽出することができる。C3~6塩素化アルカンを、その化合物の豊富なストリームで得ることができる。
In an alternative embodiment, it is the case the aqueous medium and the reaction mixture is in liquid form, by using the conventional distillation methods known to those skilled in the art, to extract the
二相性混合物は、水性処理ゾーン内又はそこから離れて形成することができる。二相性混合物は、(水性媒体を水性処理ゾーンに加えることの結果として)水相、及び(C3~6塩素化アルカン、任意選択的に未反応の四塩化炭素、及び重要なことには触媒を含む)有機相を含む。
The biphasic mixture can be formed in or away from the aqueous treatment zone. Biphasic mixture (as a result of the addition of an aqueous medium in the aqueous treatment zone) aqueous phase, and (
有機相の体積を最大化し、したがって二相性混合物からのその相の抽出を容易にするために、当業者に知られている方法及び装置を用いて、ハロアルカン抽出剤(例えば四塩化炭素、及び/又は目的のC3~6塩素化アルカン)を二相性混合物に(例えば水性処理ゾーンに連続的にまたは断続的に供給することにより)加えることができる。 In order to maximize the volume of the organic phase and thus facilitate the extraction of that phase from the biphasic mixture, haloalkane extractants (eg carbon tetrachloride, and / or or object C 3 ~ 6 chlorinated alkanes) of by continuously or intermittently supplied to the biphasic mixture (e.g. aqueous treatment zones) can be added.
当業者に知られている任意の方法、例えばデカンテーションを用いて、有機相を二相性残渣から抽出することができる。例えば、有機相の抽出は、それを含む水性処理ゾーン又は容器からの逐次的な相抽出により実施することができる。代わりに、二相性混合物を水性処理ゾーンから抽出し、水性処理ゾーンから離れた相分離工程に供することができる。 The organic phase can be extracted from the biphasic residue using any method known to those skilled in the art, such as decantation. For example, extraction of the organic phase can be performed by sequential phase extraction from the aqueous processing zone or vessel containing it. Alternatively, the biphasic mixture can be extracted from the aqueous treatment zone and subjected to a phase separation step away from the aqueous treatment zone.
本発明の実施態様において、二相性混合物、及び/又は抽出された有機相をろ過することができる。実施態様において、これは、任意選択的に鉄のソースとして全体的にまたは部分的に用いることができる得られたフィルターケーキをもたらす。 In an embodiment of the invention, the biphasic mixture and / or the extracted organic phase can be filtered. In embodiments, this results in the resulting filter cake that can optionally be used in whole or in part as a source of iron.
水性処理工程中に形成された混合物からのC3~6塩素化アルカン生成物の抽出は、そこからの有機相の抽出の前、及び/又はその混合物から有機相を抽出した後に実施することができる。水性処理中に形成された混合物からC3~6塩素化アルカン生成物を抽出する幾つかの例示的な実施態様は、上記で概説される。 Extraction of C 3 ~ 6 chlorinated alkane product from the mixture formed in the aqueous treatment step, prior to the extraction of the organic phase therefrom, and / or be carried out after extracting the organic phase from the mixture it can. Some exemplary embodiments of extracting C 3 ~ 6 chlorinated alkane product from the mixture formed in an aqueous process, outlined above.
更なる例として、二相性混合物を加熱してガス状混合物を形成することができ、そこからC3~6塩素化アルカン生成物を例えば蒸留を介して(任意選択的にC3~6塩素化アルカンの豊富なストリームとして)抽出することができる。次いで、C3~6塩素化アルカンの減少した割合を有する有機相を、二相性混合物から抽出することができる。
As a further example, biphasic mixture was heated to can form a gaseous mixture, from which via a C 3 ~ 6 chlorinated alkane product for example by distillation (optionally C 3 ~ 6 chlorination Can be extracted as a stream rich in alkanes). Then the organic phase having a reduced proportion of
加えて、または代わりに、有機相を、上記で議論されたように二相性混合物から抽出することができる。C3~6塩素化アルカンを、次いで例えば蒸留を介してその相から(任意選択的にC3~6塩素化アルカンの豊富なストリームとして)抽出することができる。係る実施態様において、有機相が触媒を含む場合、C3~6塩素化アルカンを抽出するように選択された蒸留条件は、触媒系の失活を最小限にするように温和である(例えば約100℃以下、約95℃以下、約90℃以下、約85℃以下、若しくは約80℃以下の温度、及び/又は約1〜10kPaの圧力)。加えて、または代わりに、より低い圧力を用いることができる。
In addition or alternatively, the organic phase can be extracted from the biphasic mixture as discussed above. The
抽出された有機相は、四塩化炭素、及び/又はC3~6塩素化アルカン生成物を含むことができる。加えて、反応混合物は、触媒(例えば金属系触媒及び触媒リガンドの錯体、又はリガンドを含まない錯体)及び/又は未反応のアルケン出発物質を含むことができる。C3~6塩素化アルカンの豊富なストリームを水性処理工程中に形成された混合物から(直接的に、またはそこからの有機相の抽出の後に)抽出した場合、その相のC3~6塩素化アルカンの含有量は、反応混合物中より低いであろう。
The extracted organic phase can include carbon tetrachloride, and / or C 3 ~ 6 chlorinated alkanes product. In addition, the reaction mixture can include a catalyst (eg, a metal-based catalyst and a catalyst ligand complex, or a ligand-free complex) and / or unreacted alkene starting material.
本発明の配列において、特に有機相が四塩化炭素、及び/又は触媒を含むものは、有機相を1つ又は複数のアルキル化ゾーンに、例えば液体形態で戻すことができる。係る配列において、アルケン出発物質(例えばガス状形態において)を、1つ又は複数のアルキル化ゾーンに供給される有機相ストリーム中で捕集することができる。 In the arrangement according to the invention, in particular those in which the organic phase comprises carbon tetrachloride and / or a catalyst, the organic phase can be returned to one or more alkylation zones, for example in liquid form. In such an arrangement, the alkene starting material (eg in gaseous form) can be collected in an organic phase stream fed to one or more alkylation zones.
本発明の実施態様において、任意選択的に特定の生成物の豊富な1種又は複数種のストリームを得るために、上記で議論されたものに加えて1つ又はそれより多くの蒸留工程をプロセス中の任意の点で実施することができる。例えば、水性処理工程の前に、実施する場合には、反応混合物を蒸留工程に供することができる。反応混合物が温度感受性触媒系、例えば促進剤として有機リガンドを含むものを含む実施態様において、蒸留工程を、触媒の失活を避けるような条件下で典型的には実施する(例えば約100℃以下、約95℃以下、約90℃以下、約85℃以下、若しくは約80℃以下の温度、及び/又は約1〜10kPaの圧力)。加えて、または代わりに、より低い圧力を用いることができる。 In an embodiment of the present invention, one or more distillation steps in addition to those discussed above are optionally processed to obtain one or more streams rich in a particular product. It can be implemented at any point. For example, if performed prior to the aqueous treatment step, the reaction mixture can be subjected to a distillation step. In embodiments where the reaction mixture includes a temperature sensitive catalyst system, such as one containing an organic ligand as a promoter, the distillation step is typically performed under conditions that avoid deactivation of the catalyst (eg, about 100 ° C. or less). About 95 ° C. or less, about 90 ° C. or less, about 85 ° C. or less, or about 80 ° C. or less, and / or a pressure of about 1 to 10 kPa). In addition, or alternatively, lower pressures can be used.
加えて、温度感受性触媒系の不活性化は、反応混合物を過蒸留しないことにより避けることができることが見出された。したがって、触媒系を含む反応混合物を蒸留する本発明の実施態様において、蒸留装置中のプロセス液体の体積が減少して、そのプロセス液体中の触媒系の濃度が、主要アルキル化ゾーンに与えられた反応混合物中に存在するその触媒系の濃度より約2X、約5X、又は約10X高くなることは、許容されない場合がある。 In addition, it has been found that inactivation of the temperature sensitive catalyst system can be avoided by not overdistilling the reaction mixture. Thus, in an embodiment of the invention for distilling a reaction mixture containing a catalyst system, the volume of the process liquid in the distillation apparatus is reduced and the concentration of the catalyst system in the process liquid is given to the main alkylation zone. It may not be acceptable to be about 2X, about 5X, or about 10X higher than the concentration of the catalyst system present in the reaction mixture.
水性処理工程(実施する場合には)の前に実施される蒸留工程は、当業者に知られている技術及び装置、例えば減圧蒸留塔と連通した蒸留ボイラ(バッチ、又は連続)を用いて実施することができる。係る実施態様において、蒸留に供される反応混合物は、約50質量%超の目的のC3~6塩素化アルカン、触媒、及び任意選択的に四塩化炭素、及び/又は不純物、例えば有機酸素化化合物、(目的のC3~6塩素化アルカン以外の)塩素化アルカン化合物、及び又は塩素化アルケン化合物を含むことができる。 The distillation step carried out before the aqueous treatment step (if carried out) is carried out using techniques and equipment known to those skilled in the art, for example a distillation boiler (batch or continuous) in communication with a vacuum distillation column. can do. In such embodiment, the reaction mixture is subjected to distillation, about 50 weight percent object C 3 ~ 6 chlorinated alkanes, catalyst, and optionally carbon tetrachloride, and / or impurities, such as organic oxygenated compounds, can contain (other than C 3 ~ 6 chlorinated alkane of interest) chlorinated alkane compounds, and or chlorinated alkene compound.
蒸留工程は、典型的には、反応混合物からの1つ又は複数の塩素化アルカン蒸留物ストリーム、例えば未反応の四塩化炭素、目的のC3~6アルカン(の任意選択的には豊富な)、及び/又は塩素化有機不純物(すなわち目的のC3~6アルカン及び四塩化炭素以外の塩素化有機化合物)の1つ又は複数のストリームの除去をもたらす。四塩化炭素を1つ又は複数のアルキル化ゾーンに戻すことができる。係る工程の残渣(典型的にはC3~6塩素化アルカン、四塩化炭素、及び/又は触媒の量を含む)を更なる処理工程、例えば水性処理工程、及び/又は1つ又は複数の更なる蒸留工程に供することができる。 Distillation step typically one or more chlorinated alkanes distillate stream from the reaction mixture, for example, unreacted carbon tetrachloride, (rich in optionally in) C 3 ~ 6 alkanes of interest , and / or chlorinated organic impurities (i.e. C 3 ~ 6 alkanes and quaternary chlorinated organic compounds other than carbon tetrachloride object) result in one or removal of a plurality of streams of. Carbon tetrachloride can be returned to one or more alkylation zones. According steps residue (typically C 3 ~ 6 chlorinated alkanes, carbon tetrachloride, and / or an amount of the catalyst) further processing steps, for example aqueous treatment step, and / or one or more additional Can be subjected to a distillation step.
反応混合物を水性処理工程(実施する場合には)の前に蒸留工程に供する本発明の実施態様において、少なくとも約30質量%、少なくとも約50質量%、少なくとも約60質量%、又は少なくとも約70質量%から最大で約95質量%、最大で約90質量%、最大で約85質量%、又は最大で約80質量%の目的のC3~6塩素化アルカンをその蒸留工程において反応混合物から除去する。 In embodiments of the invention in which the reaction mixture is subjected to a distillation step prior to the aqueous treatment step (if any), at least about 30%, at least about 50%, at least about 60%, or at least about 70%. up to about 95% by mass%, up to about 90 wt%, is removed from a maximum at about 85 weight percent, or up to the reaction mixture in its distillation process a C 3 ~ 6 chlorinated alkanes object of about 80 wt% .
1つ又はそれより多くの蒸留工程を、加えて、または代わりに、水性処理工程(実施する場合には)の後に実施することができる。例えば、水性処理ゾーンに供給される反応混合物から抽出されたC3~6塩素化アルカンは、主成分のC3~6塩素化アルカン、ハロアルカン抽出剤、及び塩素化有機不純物(すなわち目的のC3~6アルカン及び四塩化炭素以外の塩素化有機化合物)を含む混合物の形態で存在することができる。この混合物を1つ又はそれより多くの蒸留工程に供し、塩素化有機不純物を除去してC3~6塩素化アルカンの豊富なストリームを得ることができ、及び/またはハロアルカン抽出剤を除去することができる。また、当業者に知られている装置又は条件を、係る蒸留工程、例えば減圧蒸留塔と連通している蒸留ボイラ(バッチ又は連続)中で用いることができる。 One or more distillation steps may be performed after, in addition to, or instead of the aqueous treatment step (if performed). For example, C 3 ~ 6 chlorinated alkanes extracted from the reaction mixture fed to the aqueous treatment zone, C 3 ~ 6 chlorinated alkanes main component, haloalkanes extractant, and chlorinated organic impurities (i.e. object C 3 of ~ 6 alkanes and chlorinated organic compounds other than carbon tetrachloride). The mixture was subjected to one or more distillation steps to remove the chlorinated organic impurities can get rich stream C 3 ~ 6 chlorinated alkanes, and / or removing the haloalkane extractant Can do. Equipment or conditions known to those skilled in the art can also be used in such distillation steps, for example in a distillation boiler (batch or continuous) in communication with a vacuum distillation column.
係る蒸留工程において、水性処理ゾーンに与えられた反応混合物から抽出されたC3~6塩素化アルカンを蒸留に供して、クロロアルカン不純物から目的のC3~6塩素化アルカンを分離することができる。例えば、目的のC3~6塩素化アルカンが1,1,1,3‐テトラクロロプロパンである実施態様において、水性処理ゾーンにおいて与えられた反応混合物から抽出されたC3~6塩素化アルカンを精製する蒸留工程が、クロロペンタン/クロロペンテン不純物の除去に特に有効であることが見出された。
In the distillation step according, subjecting the C 3 ~ 6 chlorinated alkanes extracted from the reaction mixture given in the aqueous treatment zone to the distillation, it can be separated C 3 ~ 6 chlorinated alkane of interest from chloroalkanes impurities . For example, in embodiments where C 3 ~ 6 chlorinated
本発明の方法中の任意の段階において実施される蒸留工程において、目的のC3~6塩素化アルカンを含む混合物から分離された塩素化有機不純物を回収し、四塩化炭素の製造において再利用することができる。これは、塩素化有機不純物を高温塩素化分解プロセスに供することにより達成することができる。係る方法において、存在する任意の塩素化有機化合物を再処理して、高収率で純粋なテトラクロロメタンに主に戻す。したがって、本発明の方法における塩素化分解工程の使用は、廃棄生成物を最小化しつつ、目的のクロロアルカンの全体の合成収率と純度を最大化するのに有用である。 In the distillation step carried out at any stage during the process of the present invention, the chlorinated organic impurities are separated from the mixture containing the C 3 ~ 6 chlorinated alkane of interest is recovered and reused in the production of carbon tetrachloride be able to. This can be achieved by subjecting the chlorinated organic impurities to a high temperature chlorination cracking process. In such a process, any chlorinated organic compounds present are reprocessed back mainly to high yields of pure tetrachloromethane. Thus, the use of a chlorinolysis step in the process of the present invention is useful for maximizing the overall synthesis yield and purity of the desired chloroalkane while minimizing waste products.
目的のC3~6塩素化アルカンのアイデンティティにかかわらず、本発明の実施態様において、「重い」残渣を蒸留ボイラ中(水性処理工程に続いて用いる場合)で形成させることができる。「重い」残渣を典型的には系から抽出し、処理する(例えば好ましくはクロロメタンの生成をもたらす高温塩素化分解プロセス)。 Regardless identity of C 3 ~ 6 chlorinated alkanes of interest, in embodiments of the present invention can be formed in the "heavy" residue in the distillation boiler (if used subsequently to an aqueous process). “Heavy” residues are typically extracted from the system and processed (eg, preferably a high temperature chlorinolysis process that results in the production of chloromethane).
本発明の方法は、当業者がよく知っている単純でわかりやすい技術及び装置を用いて高純度の塩素化アルカンの製造を可能にするため特に有利である。 The method of the present invention is particularly advantageous because it allows the production of high purity chlorinated alkanes using simple and straightforward techniques and equipment familiar to those skilled in the art.
本開示に与えられた開示から理解することができるように、本発明の方法は、完全に連続的な型で、任意選択的に他のプロセスと組み合わせて統合プロセスにおいて動作することができる。本発明のプロセス工程は、要求される目的の塩素化化合物まで更に処理される高純度の中間体に転化される出発化合物を用いることができる。この化合物は、下流のプロセス、例えばフッ化水素処理転化の範囲で原料として用いるのに必要な純度を有する。 As can be appreciated from the disclosure provided in this disclosure, the method of the present invention can operate in an integrated process in a completely continuous fashion, optionally in combination with other processes. The process steps of the present invention can use starting compounds that are converted to high purity intermediates that are further processed to the required target chlorinated compounds. This compound has the purity required to be used as a raw material in the range of downstream processes, such as hydrofluoric treatment conversion.
本発明の方法は、生成物の純度の水準を制御して各工程において化合物の高い純度水準を実現することを可能にする。方法は、有利には、特に困難な高収率、高選択性、及び高効率を、特に連続プロセスにおいて調和させる。本発明の方法は、高純度のクロロアルカン化合物を工業スケールで経済的に製造することを可能にし、その化合物は非常に低濃度の不純物、たとえばハロアルカン、又はハロアルケン(特に目的の化合物のアイソマー及び/または系列反応の生成物等のより高い分子量を有するもの)、及び/又は酸素化、及び/若しくは臭素化誘導体、並びに水、及び金属種を有する。 The process according to the invention makes it possible to control the level of purity of the product to achieve a high purity level of the compound in each step. The method advantageously reconciles particularly difficult high yields, high selectivities and high efficiencies, especially in continuous processes. The process according to the invention makes it possible to economically produce high-purity chloroalkane compounds on an industrial scale, which compounds contain very low concentrations of impurities, such as haloalkanes, or haloalkenes (especially isomers and / or compounds of interest). Or having a higher molecular weight such as products of series reactions), and / or oxygenated and / or brominated derivatives, and water, and metal species.
本発明の実施態様において、本発明の方法は、高純度の塩素化アルカン組成物の製造に用いることができ、それは
約99.0%以上、約99.5%以上、約99.7%以上、約99.8%以上、若しくは約99.9%以上の塩素化アルカン、
約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の塩素化アルカン不純物(すなわち、目的のC3~6塩素化アルカン以外の塩素化アルカン化合物)、
約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の塩素化アルケン化合物、
約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の酸素化有機化合物、
約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の金属系触媒、
約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の触媒促進剤、
約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の臭素化物若しくは臭素化有機化合物、及び/又は
約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の水を含む。
In an embodiment of the present invention, the method of the present invention can be used to produce a high purity chlorinated alkane composition, which is about 99.0% or more, about 99.5% or more, about 99.7% or more. About 99.8% or more, or about 99.9% or more of chlorinated alkanes,
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or about 100ppm less chlorinated alkane impurities (i.e., C 3 ~ chlorinated alkane compounds other than 6 chlorinated alkane of interest),
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm, chlorinated alkene compound,
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm oxygenated organic compound,
Less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm of a metal-based catalyst;
Less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm catalyst promoter;
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm bromide or brominated organic compound, and / or less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, about 50 ppm Less than or less than about 20 ppm water.
目的のC3~6塩素化アルカンが1,1,1,3‐テトラクロロプロパンである実施態様において、以下は、本発明の方法において最小化され、生成されず、及び/または除去される特定の不純物の例である:トリクロロメタン、1,2‐ジクロロエタン、1‐クロロブタン、1,1,1‐トリクロロプロパン、テトラクロロエタン、1,1,3‐トリクロロプロパン‐1‐エン、1,1,1,3,3‐ペンタクロロプロパン、1,1,1,2,3‐ペンタクロロプロパン、ヘキサクロロエタン、1,1,1,5‐テトラクロロペンタン、1,3,3,5‐テトラクロロペンタン、トリブチルホスフェート、塩素化アルカノール及び塩素化アルカノイル化合物。 In an embodiment C 3 ~ 6 chlorinated alkanes of interest is a 1,1,1,3-tetra-chloropropane, less is minimized in the process of the present invention, not generated, and / or specific to be removed Examples of impurities are: trichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1-chlorobutane, 1,1,1-trichloropropane, tetrachloroethane, 1,1,3-trichloropropane-1-ene, 1,1,1, 3,3-pentachloropropane, 1,1,1,2,3-pentachloropropane, hexachloroethane, 1,1,1,5-tetrachloropentane, 1,3,3,5-tetrachloropentane, tributyl phosphate, Chlorinated alkanols and chlorinated alkanoyl compounds.
したがって、本発明の実施態様において、生成物1,1,1,3‐テトラクロロプロパンは、約500ppm以下、約200ppm以下、約100ppm以下、約50ppm以下、約20ppm以下、又は約10ppm以下の1種又はそれより多くのその化合物を含む。 Thus, in embodiments of the invention, the product 1,1,1,3-tetrachloropropane is one of about 500 ppm or less, about 200 ppm or less, about 100 ppm or less, about 50 ppm or less, about 20 ppm or less, or about 10 ppm or less. Or more of that compound.
誤解を避けるために、組成物又は物質の純度をパーセント又はppmで表す場合、別段の記載がない限りこれは質量パーセント/ppm(質量)である。 For the avoidance of doubt, when the purity of a composition or substance is expressed in percent or ppm, this is weight percent / ppm (mass) unless otherwise stated.
上記で言及したように、従来技術は、可能性のある不純物の全体の範囲を制御する、そのような高い純度の塩素化アルカンを製造する方法を開示し、または教示することをしない。したがって、本発明の更なる側面によれば、上記の高純度の塩素化アルカン組成物が提供される。 As mentioned above, the prior art does not disclose or teach a method for producing such high purity chlorinated alkanes that control the overall range of potential impurities. Therefore, according to the further aspect of this invention, said high purity chlorinated alkane composition is provided.
例
本発明は、以下の例において更に説明される。
Examples The invention is further illustrated in the following examples.
例1‐水性処理を用いて回収された触媒の触媒性能の実証
エテン及び四塩化炭素をi)従来の蒸留方法を用いて反応混合物から回収された触媒、又はii)本開示に記載の本発明の触媒の水性処理工程を用いて反応混合物から回収された触媒の存在下で反応させて1,1,1,3‐テトラクロロプロパンを製造した。反応混合物は、追加的に1,1,1,3‐テトラクロロプロパン(再循環ストリーム中に存在する)及びテトラクロロペンタン(四塩化炭素及びエテン間のテロマー化反応の存在下で副生成物として一般に形成される塩素化アルカン不純物)を含んでいた。
Example 1 Demonstration of Catalytic Performance of a Catalyst Recovered Using Aqueous Treatment Ethene and carbon tetrachloride are either i) a catalyst recovered from the reaction mixture using conventional distillation methods, or ii) the invention described in this disclosure 1,1,3-tetrachloropropane was produced by reacting in the presence of catalyst recovered from the reaction mixture using an aqueous treatment process of The reaction mixture is generally added as a by-product in the presence of telomerization reaction between 1,1,1,3-tetrachloropropane (present in the recycle stream) and tetrachloropentane (carbon tetrachloride and ethene). Formed chlorinated alkane impurities).
これらの試験例は、触媒を回収する水性処理工程を用いた際の触媒の性能が、従来の蒸留方法を用いて回収された触媒と比較して十分に高いことを示す。 These test examples show that the performance of the catalyst when using an aqueous treatment step to recover the catalyst is sufficiently high compared to the catalyst recovered using conventional distillation methods.
簡略化のために、以下の用語を以下に記載の例において用いる:
TeCM:テトラクロロメタン、
TeCPa:1,1,1,3‐テトラクロロプロパン、
TeCPna:テトラクロロペンタン、
Bu3PO4:トリブチルホスフェート。
For simplicity, the following terms are used in the examples described below:
TeCM: Tetrachloromethane,
TeCPa: 1,1,1,3-tetrachloropropane,
TeCPna: tetrachloropentane,
Bu 3 PO 4 : Tributyl phosphate.
Gasクロマトグラフィーを用いて反応の進行を監視した。 The progress of the reaction was monitored using Gas chromatography.
バッチ式配列
スターラー、温度測定のためのサーモウェル、及び(バルブを有する)サンプリング管を備えた、405mlの体積のステンレス鋼オートクレーブを以下に記載の反応混合物で満たして閉めた。磁気(加熱)スターラー上に置かれたオイルバスにより熱を与えた。エテンを天びん上に置かれた10lシリンダーから銅キャピラリーチューブにより供給した。オートクレーブ中のガス雰囲気をエテンフラッシングにより置換した。エテンにより5barに加圧した後、オートクレーブを105℃まで加熱し、次いでオートクレーブにエテン供給を開いた。エテン供給を始めの10分間(反応温度を120℃に維持するように)手動で制御し、その後9barの一定圧力にて維持した。反応は既定の時間反応させた。次いで反応器を冷却し、反応混合物を抜き出した(その前に脱圧された反応器を開けた)。
Batch Array A 405 ml volume stainless steel autoclave equipped with a stirrer, thermowell for temperature measurement, and sampling tube (with valve) was filled and closed with the reaction mixture described below. Heat was applied by an oil bath placed on a magnetic (heating) stirrer. Ethene was supplied by a copper capillary tube from a 10 l cylinder placed on the balance. The gas atmosphere in the autoclave was replaced by ethene flushing. After pressurizing to 5 bar with ethene, the autoclave was heated to 105 ° C. and then the ethene feed was opened to the autoclave. The ethene feed was manually controlled for the first 10 minutes (so as to maintain the reaction temperature at 120 ° C.) and then maintained at a constant pressure of 9 bar. The reaction was allowed to proceed for a predetermined time. The reactor was then cooled and the reaction mixture was withdrawn (the previously depressurized reactor was opened).
比較例1‐1及び1‐3並びに例1‐2、1‐4及び1‐5
第一の例において、蒸留残渣を再利用の触媒として直接的に用いた(比較例1‐1)。第二の例において、蒸留残渣を5%塩酸で抽出し、ろ過された有機フラクションを触媒として用いた(例1‐2)。
Comparative Examples 1-1 and 1-3 and Examples 1-2, 1-4 and 1-5
In the first example, the distillation residue was used directly as a reuse catalyst (Comparative Example 1-1). In the second example, the distillation residue was extracted with 5% hydrochloric acid, and the filtered organic fraction was used as a catalyst (Example 1-2).
比較例1‐1
63.7%のTeCPa、22.8%のTeCPna、及び7.49%のBu3PO4を含む90.1gの蒸留残渣を400gのTeCMと混合した。次いで混合物を、5.0gの鉄を追加したオートクレーブに導入した。エテンによりフラッシングした後、混合物をオートクレーブ中で110℃まで加熱した。この温度及び9barのエテンの圧力において、反応混合物を4.5時間反応させた。第一のサンプルを3時間後に取得した。実験の終わりにおける残留TeCMの濃度は、19.7%であった(3時間後に33.0%)。
Comparative Example 1-1
90.1 g of distillation residue containing 63.7% TeCPa, 22.8% TeCPna, and 7.49% Bu 3 PO 4 was mixed with 400 g TeCM. The mixture was then introduced into an autoclave supplemented with 5.0 g of iron. After flushing with ethene, the mixture was heated to 110 ° C. in an autoclave. At this temperature and a pressure of 9 bar ethene, the reaction mixture was reacted for 4.5 hours. The first sample was obtained after 3 hours. The concentration of residual TeCM at the end of the experiment was 19.7% (33.0% after 3 hours).
例1‐2
63.7%のTeCPa、22.8%のTeCPna、及び7.49%のBu3PO4を含む90.1gの蒸留残渣を370gの5%HClにより抽出した。下側の有機相をろ過して400gのTeCMと混合した。次いで混合物を、5.0gの鉄を追加したオートクレーブに導入した。エテンによりフラッシングした後、混合物をオートクレーブ中で110℃まで加熱した。この温度及び9barのエテンの圧力において、反応混合物を4.5時間反応させた。第一のサンプルを3時間後に取得した。実験の終わりにおける残留TeCMの濃度は、5.5%であった(3時間後に24.6%)。
Example 1-2
90.1 g of distillation residue containing 63.7% TeCPa, 22.8% TeCPna, and 7.49% Bu 3 PO 4 was extracted with 370 g of 5% HCl. The lower organic phase was filtered and mixed with 400 g TeCM. The mixture was then introduced into an autoclave supplemented with 5.0 g of iron. After flushing with ethene, the mixture was heated to 110 ° C. in an autoclave. At this temperature and a pressure of 9 bar ethene, the reaction mixture was reacted for 4.5 hours. The first sample was obtained after 3 hours. The concentration of residual TeCM at the end of the experiment was 5.5% (24.6% after 3 hours).
比較例1‐3
比較例1‐3を、異なる濃度のテトラクロロメタンとトリブチルホスフェートを用いたことを除いて、比較例1‐1で用いたものと同じ条件を用いて実施した。
Comparative Example 1-3
Comparative Example 1-3 was carried out using the same conditions as those used in Comparative Example 1-1, except that different concentrations of tetrachloromethane and tributyl phosphate were used.
例1‐4及び1‐5
例1‐4及び1‐5は、異なる濃度のテトラクロロメタン及びトリブチルホスフェートを用いたことを除いて、例1‐2で用いたものと同じ条件を用いて実施した。
Examples 1-4 and 1-5
Examples 1-4 and 1-5 were performed using the same conditions as used in Example 1-2, except that different concentrations of tetrachloromethane and tributyl phosphate were used.
比較例1‐1及び例1‐2、並びに比較例1‐3及び例1‐4及び1‐5の結果を以下の表に示す。理解することができるように、1,1,1,3‐テトラクロロプロパンに転化されたテトラクロロメタンの割合は、比較例1‐1及び1‐3より例1‐2、1‐4、及び1‐5で十分に高く、触媒を回収する際の水性処理工程の実施が系に大きなよい影響与えることを示す。これは、蒸留残渣から回収された触媒の高い実行可能性のためであり、また、潜在的には反応混合物からの不純物(例えば酸素化不純物)(そうでなければ反応を遅らせる場合がある)の除去のためである。 The results of Comparative Examples 1-1 and 1-2, and Comparative Examples 1-3, 1-4, and 1-5 are shown in the following table. As can be seen, the proportion of tetrachloromethane converted to 1,1,1,3-tetrachloropropane was greater than that of Comparative Examples 1-1 and 1-3 as in Examples 1-2, 1-4, and 1 -5 is high enough to show that the performance of the aqueous treatment step in recovering the catalyst has a significant positive impact on the system. This is due to the high feasibility of the catalyst recovered from the distillation residue and also potentially of impurities (eg oxygenated impurities) from the reaction mixture (which may otherwise slow the reaction). This is for removal.
連続配列
バッチ実験に関して上記で記載されたものと同じステンレス鋼オートクレーブを撹拌フロー連続反応器として用いた。反応器を始めに約455gの反応混合物で満たした。エテンにより5barに加圧した後、オートクレーブを105℃まで加熱し、次いでオートクレーブへのエテン供給を開き、原料の連続供給及び反応混合物の連続抜き出しを開始した。
Continuous arrangement The same stainless steel autoclave as described above for the batch experiment was used as a stirred flow continuous reactor. The reactor was initially filled with about 455 g of reaction mixture. After pressurizing to 5 bar with ethene, the autoclave was heated to 105 ° C., and then the ethene supply to the autoclave was opened to start continuous supply of raw materials and continuous extraction of the reaction mixture.
溶解した触媒を含む原料溶液をステンレス鋼タンクからオートクレーブに供給した。タンクを反応器の上方に置き、したがって反応器に供給するためにポンプを用いた。反応器及びタンクは、反応の開始を避けるように選択されたシリンダー中の条件で、シリンダーから銅キャピラリーにより分配されたエテンの雰囲気下であった。反応混合物のサンプリングを5分毎にサンプリング管により実施した。反応の過程を監視するために、原料及び溶解した触媒を含む容器、エテンのシリンダー、及び抜き出された反応混合物を秤量した。反応混合物を1時間ずっと捕集した。その後、捕集容器を交換する。 The raw material solution containing the dissolved catalyst was supplied from the stainless steel tank to the autoclave. A tank was placed above the reactor and therefore a pump was used to feed the reactor. The reactor and tank were in an ethene atmosphere distributed by a copper capillary from the cylinder, with conditions in the cylinder selected to avoid initiation of the reaction. Sampling of the reaction mixture was performed with a sampling tube every 5 minutes. To monitor the course of the reaction, the vessel containing the raw material and the dissolved catalyst, the ethene cylinder, and the extracted reaction mixture were weighed. The reaction mixture was collected for 1 hour. Thereafter, the collection container is replaced.
比較例1‐6及び1‐8並びに例1‐7及び1‐9
再利用触媒(すなわち、蒸留残渣)の活性を比較する連続実験を、水性処理工程の実施あり及びなしで実施した。第一の場合において、蒸留残渣を再利用触媒として直接的に用いた(比較例1‐6)。後者の場合において、5%HClによる蒸留残渣の水性処理の後、反応混合物を再利用触媒を含む原料として用いた(例1‐4及び1‐5)。
Comparative Examples 1-6 and 1-8 and Examples 1-7 and 1-9
A continuous experiment comparing the activity of the recycled catalyst (ie, distillation residue) was performed with and without an aqueous treatment step. In the first case, the distillation residue was used directly as a recycled catalyst (Comparative Example 1-6). In the latter case, after aqueous treatment of the distillation residue with 5% HCl, the reaction mixture was used as a feed containing recycled catalyst (Examples 1-4 and 1-5).
比較例1‐6
63.7%のTeCPa、22.8%のTeCPna、及び7.49%のBu3PO4を含む587.5gの蒸留残渣を2200gのTeCMと混合した。この混合物は、78.7%のTeCM、11.8%のTeCPa、5.8%のTeCPnaを含んでいた。この混合物を連続配列のための供給ストリームとして用いた。オートクレーブを構成する反応容器を反応混合物及び8gの未使用の鉄で満たした。反応を110℃にて9barのエテンの圧力で実施した。滞留時間は2.7時間であった。反応中、反応したTeCMの量は75〜76%であった。
Comparative Example 1-6
587.5 g of distillation residue containing 63.7% TeCPa, 22.8% TeCPna, and 7.49% Bu 3 PO 4 was mixed with 2200 g TeCM. This mixture contained 78.7% TeCM, 11.8% TeCPa, 5.8% TeCPna. This mixture was used as the feed stream for continuous sequencing. The reaction vessel constituting the autoclave was filled with the reaction mixture and 8 g of unused iron. The reaction was carried out at 110 ° C. with a pressure of 9 bar ethene. The residence time was 2.7 hours. During the reaction, the amount of reacted TeCM was 75-76%.
例1‐7
63.7%のTeCPa、22.8%のTeCPna、7.49%のBu3PO4を含む587.5gの蒸留残渣を1.5時間に亘り1001.5gの沸騰している5%HClに滴下した。この混合物を次いでストリッピングした。塔頂生成物から有機相を捕集し、水相をリフラックスとして戻した。蒸留残渣の全てを加えてから1時間後に蒸留を終えた。ストリッピング後の残渣を200gのTeCMで希釈し、次いで分液ろうと中で分離させた。下側の有機相をろ過し、蒸留された残渣と合わせて2000gのTeCMと混合した。この混合物は、81.2%のTeCM、10.8%のTeCPa、及び5.3%のTeCPnaを含んでいた。それを実験の連続配列のための供給ストリームとして用いた。反応容器(オートクレーブ)をより古い反応混合物及び8gの未使用の鉄で満たした。反応を110℃及び9barのエテンの圧力にて実施した。滞留時間は2.7時間/流速であった。反応時間中、反応したTeCMの量は83〜85%であった。
Example 1-7
587.5 g of distillation residue containing 63.7% TeCPa, 22.8% TeCPna, 7.49% Bu 3 PO 4 is taken to 1001.5 g boiling 5% HCl over 1.5 hours. It was dripped. This mixture was then stripped. The organic phase was collected from the top product and the aqueous phase was returned as reflux. Distillation was completed 1 hour after all of the distillation residue was added. The stripped residue was diluted with 200 g TeCM and then separated in a separatory funnel. The lower organic phase was filtered and combined with the distilled residue and mixed with 2000 g TeCM. This mixture contained 81.2% TeCM, 10.8% TeCPa, and 5.3% TeCPna. It was used as a feed stream for a continuous sequence of experiments. The reaction vessel (autoclave) was filled with the older reaction mixture and 8 g of unused iron. The reaction was carried out at 110 ° C. and a pressure of 9 bar ethene. The residence time was 2.7 hours / flow rate. During the reaction time, the amount of reacted TeCM was 83-85%.
比較例1‐8
比較例1‐8を異なる濃度のテトラクロロエタン及びトリブチルホスフェートを用いたことを除いて、比較例1‐6で用いたものと同じ条件を用いて実施した。
Comparative Example 1-8
Comparative Example 1-8 was carried out using the same conditions as those used in Comparative Example 1-6 except that different concentrations of tetrachloroethane and tributyl phosphate were used.
例1‐9
例1‐9を異なる濃度のテトラクロロメタン及びトリブチルホスフェートを用いたことを除いて、例1‐7で用いたものと同じ条件を用いて実施した。
Example 1-9
Example 1-9 was performed using the same conditions as used in Example 1-7, except that different concentrations of tetrachloromethane and tributyl phosphate were used.
例2‐高純度の1,1,1,3‐テトラクロロプロパンの調製
アルキル化工程(図1)、第一の蒸留工程(図2)、水性触媒回収工程(図3)、及び第二の蒸留工程(図4)を含む本発明の方法にしたがって、高純度の1,1,1,3‐テトラクロロプロパンを得ることができる。しかし、これらの工程の全てが本発明の方法による高純度のC3~6アルカンを得るのに必須ではないことが理解されるであろう。
Example 2-Preparation of high purity 1,1,1,3-tetrachloropropane Alkylation step (Figure 1), first distillation step (Figure 2), aqueous catalyst recovery step (Figure 3), and second distillation According to the method of the present invention including the step (FIG. 4), 1,1,1,3-tetrachloropropane having a high purity can be obtained. However, all of these steps will be understood that it is not essential to obtain a high-purity C 3 ~ 6 alkanes according to the method of the present invention.
図1に示されたアルキル化工程において、エテン及び粒状鉄をライン1及び2を介して連続撹拌タンク反応器3に供給する。ノズルを備えたディップチューブを介して、エテンをガス状形態で連続撹拌タンク反応器3に導入する。粒状鉄の制御された供給を、連続撹拌タンク反応器3に導入する。
In the alkylation process shown in FIG. 1, ethene and granular iron are fed to continuous stirred
制御された供給を用いて、連続撹拌タンク反応器3に粒状鉄を断続的に供給する。アルキル化反応が進行する際、粒状鉄が反応混合物に溶解するため、粒状鉄の継続的な添加が用いられる。最適な結果が、この例において、一次アルキル化ゾーン中の反応混合物の1〜2質量%の添加により反応混合物中の粒状鉄の存在を維持することにより得られることが見出された。これは、反応混合物の0.2〜0.3質量%の溶解した鉄含有量を有する一次アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物をもたらす。
Granular iron is fed intermittently to the continuous stirred
ライン12を介して、四塩化炭素を液体形態で連続撹拌タンク反応器3に供給する。示された実施態様において、四塩化炭素ストリームを用いて反応混合物から抽出されたガス状エテンを捕集する。しかし、このような四塩化炭素の使用は本発明に必須ではなく、単独又は四塩化炭素の主要なソースとしての未使用の四塩化炭素の供給物を、反応器3に供給することができる。
Carbon tetrachloride is fed in liquid form to the continuous stirred
また、ライン12を介してトリブチルホスフェート/塩化第二鉄触媒も連続撹拌タンク反応器3に供給する。このストリーム中に存在するトリブチルホスフェートは、図3(及び以下でより詳細に議論される)に示された水性処理プロセスから部分的に得られ、残りは系に加えられる未使用のトリブチルホスフェートとして与えられる。ライン12中のストリームは、追加的にハロアルカン抽出剤を含む。
A tributyl phosphate / ferric chloride catalyst is also fed to the continuous stirred
示された実施態様において、単独の一次アルキル化ゾーンを用い、連続撹拌タンク反応器3中に配置する。当然のことながら、必要な場合には、複数の一次アルキル化ゾーンを用いることができ、例えば並列及び/又は直列で動作することのできる1つ又はそれより多くの連続撹拌タンク反応器を用いることができる。
In the embodiment shown, a single primary alkylation zone is used and placed in the continuous stirred
一次アルキル化ゾーンを環境圧力より低い圧力(5〜8barゲージ)及び高温(105℃〜110℃)下、100〜120分の滞留時間で動作させる。四塩化炭素及びエテンを生じさせるようにこれらの条件を選択して、アルキル化反応において1,1,1,3‐テトラクロロプロパンを形成させる。しかし、四塩化炭素の1,1,1,3‐テトラクロロプロパンへの全転化は、望ましくない不純物の形成ももたらすため望ましくないことが見出された。したがって、目的のC3~6の塩素化アルカンへの四塩化炭素の転化の程度を制御し、本発明のこの実施態様において、95%を超える進行を許容しない。アルキル化反応の進行の制御を、連続撹拌タンク反応器中の反応混合物の滞留時間の制御により、四塩化炭素の1,1,1,3‐テトラクロロプロパンへの全転化に有利でない反応条件の使用により部分的に達成する。 The primary alkylation zone is operated at pressures below ambient pressure (5-8 bar gauge) and elevated temperatures (105 ° C.-110 ° C.) with a residence time of 100-120 minutes. These conditions are selected to yield carbon tetrachloride and ethene to form 1,1,1,3-tetrachloropropane in the alkylation reaction. However, it has been found that the total conversion of carbon tetrachloride to 1,1,1,3-tetrachloropropane is undesirable because it also results in the formation of undesirable impurities. Therefore, to control the degree of fourth carbon tetrachloride conversion to chlorinated alkanes C 3 ~ 6 purpose, in this embodiment of the present invention, it does not allow the progression of more than 95%. Use of reaction conditions that do not favor the total conversion of carbon tetrachloride to 1,1,1,3-tetrachloropropane by controlling the progress of the alkylation reaction by controlling the residence time of the reaction mixture in a continuously stirred tank reactor Partially achieved by
i)未反応の四塩化炭素及びエテン、ii)1,1,1,3‐テトラクロロプロパン(本実施態様における目的のC3~6塩素化アルカン)、及びiii)トリブチルホスフェート/塩化鉄触媒を含む反応混合物を一次アルキル化ゾーン(連続撹拌タンク反応器3)から抽出し、(主要アルキル化ゾーンが配置される)プラグ/フロー反応器4に供給する。 including i) unreacted carbon tetrachloride and ethene, ii) 1,1,1,3-tetra-chloropropane (C 3 ~ 6 chlorinated alkane of interest in the present embodiment), and iii) tributyl phosphate / iron catalyst chloride The reaction mixture is extracted from the primary alkylation zone (continuous stirred tank reactor 3) and fed to the plug / flow reactor 4 (where the main alkylation zone is located).
一次アルキル化ゾーン3中に存在する粒状鉄触媒を抽出しないように反応混合物を抽出するため、反応混合物は実質的に粒状材料を含まない。更に、示された実施態様において、プラグ/フロー反応器4が触媒床を含むことができるとしても、追加の触媒をプラグ/フロー反応器4に加えない。加えて、更なるエテンをプラグ/フロー反応器4に加えない。
Since the reaction mixture is extracted so as not to extract the particulate iron catalyst present in the
示された実施態様において、主要アルキル化ゾーン4中の動作圧力は、一次アルキル化ゾーン3中のものと同じである。反応混合物の滞留時間は約30分であり、それは示された実施態様において、存在するエテンの実質的に全てが反応中に使い古されるのに十分であった。当然のことながら、異なる反応器の種類及び動作条件、異なる滞留時間が最適である場合があることが理解されるであろう。
In the embodiment shown, the operating pressure in the main alkylation zone 4 is the same as in the
主要アルキル化ゾーンにおいて反応混合物の決定された最適の滞留時間に到達した際、高い圧力及び温度にて維持しつつ、反応混合物をライン5を介してそこから抽出し、フラッシュ蒸発容器6に供給する。この容器において、抽出された反応混合物を環境圧力に脱圧した。この圧力降下は、反応混合物中に存在するエテンを蒸発させる。実質的にエテンを含まない1,1,1,3‐テトラクロロプロパンの豊富な混合物をライン7を介してフラッシュ容器から抽出し、図2に示され、以下でより詳細に議論される蒸留工程に供する。
When the determined optimum residence time of the reaction mixture has been reached in the main alkylation zone, the reaction mixture is extracted from it via
蒸発したエテンをライン8を介してフラッシュ容器6から抽出し、コンデンサ9を介して供給する。エテンを次いでライン10を介して吸収カラム11に供給し、そこで図3に示され、以下でより詳細に議論される水性処理工程において反応混合物から回収されたトリブチルホスフェート/塩化鉄触媒及び四塩化炭素のストリームと接触させる。回収された触媒/四塩化炭素のストリーム13を冷却器14に通し、次いで吸収カラム11にライン15を介して供給する。
Evaporated ethene is extracted from the flash vessel 6 via line 8 and fed via a condenser 9. Ethene is then fed to absorption column 11 via
吸収カラム11を通る冷却された四塩化炭素/触媒の流れは、そこにエテンを捕集する効果を有する。四塩化炭素/触媒/エテンの得られた液体の流れを、次いで連続撹拌タンク反応器3に戻す。
The cooled carbon tetrachloride / catalyst stream through the absorption column 11 has the effect of collecting ethene there. The resulting liquid stream of carbon tetrachloride / catalyst / ethene is then returned to the continuous stirred
図1からわかるように、示された実施態様は、幾つかの理由に関して有利なエテン再循環ループを含む。第一に、エテンのほとんど全部の使用が達成され、したがって系からのエテン損失の量が非常に低い。加えて、エテン再循環系の成分のエネルギー要求も低い。更に、系からのエテン損失の量も非常に低く、それは環境負荷が低減されることを意味する。 As can be seen from FIG. 1, the illustrated embodiment includes an advantageous ethene recirculation loop for several reasons. First, almost all use of ethene is achieved, so the amount of ethene loss from the system is very low. In addition, the energy requirements of the components of the ethene recirculation system are low. Furthermore, the amount of ethene loss from the system is also very low, which means that the environmental load is reduced.
図2をみると、図1中の参照番号6で示されたフラッシュ容器から抽出された1,1,1,3‐テトラクロロプロパンの豊富な混合物を、減圧蒸留塔104と連通して動作するバッチ蒸留ボイラ102にライン101を介して供給する。蒸留ボイラを、90℃〜95℃の温度にて動作させる。ボイラ102に供給された混合物中に存在するクロロアルカンを蒸発させ、蒸留塔104(及び下流コンデンサ106及びリフラックス分配器108)を用いて軽端ストリーム110.1、四塩化炭素ストリーム110.2、テトラクロロエテンストリーム110.3、及び精製された1,1,1,3‐テトラクロロプロパン生成物ストリーム110.4に分離する。
Referring to FIG. 2, a batch operating in communication with vacuum distillation column 104 is a rich mixture of 1,1,1,3-tetrachloropropane extracted from the flash vessel indicated by reference numeral 6 in FIG. A distillation boiler 102 is supplied via a
軽端及びテトラクロロエテンストリーム110.1、110.3を四塩化炭素の生成において用いることができ、有利には廃棄生成物の生成を最小化する。これは、高温塩素化分解プロセスの使用により達成することができる。 The light end and tetrachloroethene streams 110.1, 110.3 can be used in the production of carbon tetrachloride, advantageously minimizing the production of waste products. This can be achieved through the use of a high temperature chlorinolysis process.
四塩化炭素ストリーム110.2を連続撹拌タンク反応器103に戻す。精製された1,1,1,3‐テトラクロロプロパン生成物ストリーム110.4を系から抽出し、輸送のために保存することができ、または出発物質として純粋な1,1,1,3‐テトラクロロプロパンを要求する下流プロセスで用いることができる。
The carbon tetrachloride stream 110.2 is returned to the continuous stirred
触媒も含む1,1,1,3‐テトラクロロプロパンの豊富な混合物をライン103を介してボイラ102から残渣として抽出し、図3に示された触媒回収工程に供する。
A rich mixture of 1,1,1,3-tetrachloropropane including the catalyst is extracted as a residue from the boiler 102 via the
この工程において、ライン201による弱(1〜5%)塩酸溶液と共に、1,1,1,3‐テトラクロロプロパンの豊富な混合物をライン202を介してバッチ蒸留ボイラ204に供給する。
In this process, a rich mixture of 1,1,1,3-tetrachloropropane is fed to batch distillation boiler 204 via
有利には、酸溶液中に存在する水は触媒系を不活性化し、熱的損傷からそれを保護する。このことは、触媒系を1,1,1,3‐テトラクロロプロパンの豊富な混合物から回収することを可能にし、それを回収後に容易に再活性化し、触媒活性の重大な損失なくアルキル化プロセスにおいて再使用することができる。 Advantageously, the water present in the acid solution deactivates the catalyst system and protects it from thermal damage. This makes it possible to recover the catalyst system from a rich mixture of 1,1,1,3-tetrachloropropane, which is easily reactivated after recovery, in the alkylation process without significant loss of catalytic activity. Can be reused.
バッチ蒸留ボイラを約100℃の温度にて動作させ、1,1,1,3‐テトラクロロプロパン及び水蒸気を含むガス状混合物を生成させる。 The batch distillation boiler is operated at a temperature of about 100 ° C. to produce a gaseous mixture containing 1,1,1,3-tetrachloropropane and water vapor.
ボイラ204中で生成したガス状混合物を次いでボイラ204に結合されたカラム210中で粗1,1,1、3‐テトラクロロプロパンのスチーム蒸留(又はスチームストリッピング)に供する。粗1,1,1,3‐テトラクロロプロパンをライン211を介して蒸留カラム210から抽出し、コンデンサ212により凝縮させ、ライン213を介してリフラックス液体‐液体分離器214に供給する。図4でより詳細に示され、以下でより詳細に議論されるように、ガス状混合物からの水をライン215を介して蒸留塔210に戻し、一部を更なる蒸留工程のためにライン216を介して取り出す。
The gaseous mixture produced in boiler 204 is then subjected to steam distillation (or steam stripping) of crude 1,1,1,3-tetrachloropropane in column 210 coupled to boiler 204. Crude 1,1,1,3-tetrachloropropane is extracted from distillation column 210 via
ボイラ204の動作温度を次いでスチームストリッピングを停止するように下げ、その中に存在する水蒸気の凝縮をもたらす。これは、水相と触媒系を含む有機相とを含む二相性混合物の形成をもたらし、それはスチームストリッピングに供されなかった。有機相の抽出を促進するために、ハロアルカン抽出剤(この場合において、1,1,1,3‐テトラクロロプロパン)をライン203を介してボイラ204に加え、この相の体積を増加させた。
The operating temperature of the boiler 204 is then lowered to stop steam stripping, resulting in condensation of water vapor present therein. This resulted in the formation of a biphasic mixture comprising an aqueous phase and an organic phase comprising a catalyst system, which was not subjected to steam stripping. To facilitate the extraction of the organic phase, a haloalkane extractant (in this case 1,1,1,3-tetrachloropropane) was added to boiler 204 via
二相性混合物からの有機相の抽出を、ライン205を介してボイラ204から相を逐次的に抽出することにより達成する。有機相を、ライン205を介してボイラ204から抽出し、ろ過する(206)。フィルターケーキを、ライン207を介してフィルター206から除去する。有機相を、ライン208を介して抽出し、この実施態様において、図1に示されるように、特に図1のライン13を介して一次アルキル化ゾーンに戻す。水相をライン205を介して抽出し、ろ過し(206)、ライン209を介して廃棄する。
Extraction of the organic phase from the biphasic mixture is accomplished by sequentially extracting the phases from the boiler 204 via
ストリッピングされた粗1,1,1,3‐テトラクロロプロパン生成物を図4に示される更なる蒸留工程に供する。この工程において、粗生成物を蒸留ボイラ302にライン301を介して供給する。ボイラ302は、蒸留塔304と連通している。蒸留塔304(及び関連する下流装置、コンデンサ306及びリフラックス分配器308)中で、粗1,1,1,3‐テトラクロロプロパン中に存在する蒸発した塩素化有機化合物を、精製された1,1,1,3‐テトラクロロプロパン生成物ストリーム310.1及び塩素化ペンタン/ペンテンストリーム310.2に分離する。
The stripped crude 1,1,1,3-tetrachloropropane product is subjected to a further distillation step as shown in FIG. In this step, the crude product is fed to
塩素化ペンタン/ペンテンストリーム310.2を四塩化炭素の製造において用いることができ、有利には、廃棄生成物の製造を最小化する。これは、高温塩素化分解プロセスの使用により達成することができる。 The chlorinated pentane / pentene stream 310.2 can be used in the production of carbon tetrachloride, advantageously minimizing the production of waste products. This can be achieved through the use of a high temperature chlorinolysis process.
精製された1,1,1,3‐テトラクロロプロパン生成物ストリーム310.1を系から抽出し、(図2において参照番号110.4として特定されている)主生成物ストリームと組み合わせることができる。生成物は、輸送のために保存することができ、または出発物質として純粋な1,1,1,3‐テトラクロロプロパンを要求する下流プロセスにおいて用いることができる。 Purified 1,1,1,3-tetrachloropropane product stream 310.1 can be extracted from the system and combined with the main product stream (identified as reference number 110.4 in FIG. 2). The product can be stored for transport or used in downstream processes requiring pure 1,1,1,3-tetrachloropropane as starting material.
ライン303を介してボイラ302から抽出された重端残渣を廃棄するか、または更に処理する。
The heavy end residue extracted from
上記で概説された装置及びプロセス条件を用いて、2635kgの四塩化炭素(CTC、99.97%純度)を、平均時間添加量78.2kg/hで連続的に処理し、1,1,1,3‐テトラクロロプロペン(1113TeCPa)を製造した。例2にしたがって実施された開示されたプロセスの基本パラメータは以下である。 Using the equipment and process conditions outlined above, 2635 kg of carbon tetrachloride (CTC, 99.97% purity) was continuously treated with an average time loading of 78.2 kg / h and 1,1,1 , 3-Tetrachloropropene (1113TeCPa) was prepared. The basic parameters of the disclosed process carried out according to Example 2 are:
上記の実施態様の精製された生成物の全部の不純物プロファイルを以下の表に表す。数字が、図2のライン110.4及び図4のライン310.1に概説された生成物のプロファイルの秤量平均として与えられることに留意されたい。 The total impurity profile of the purified product of the above embodiment is presented in the table below. Note that the numbers are given as a weighted average of the product profiles outlined in line 110.4 in FIG. 2 and line 310.1 in FIG.
例3:反応混合物中の出発物質:生成物のモル比の選択性への効果
これらの例は、別段の記載がある場合を除いて、例1中の「連続配列」において上記で概説された装置及び方法を用いて実施した。反応混合物中のC3~6塩素化アルカン生成物(この場合において、1,1,1,3‐テトラクロロプロパン):四塩化炭素のモル比を、主にアルキル化ゾーン中の反応混合物の滞留時間により異なる濃度に制御した。温度を110℃にて維持し、圧力を9Barにて維持した。目的の生成物に対する選択性を以下の表に報告する。
Example 3: Effect of the starting material: product molar ratio in the reaction mixture on selectivity These examples were outlined above in "Sequential Sequence" in Example 1 except where otherwise noted. Performed using apparatus and method. (In this case, 1,1,1,3-tetra-chloropropane) C 3 ~ 6 chlorinated alkane products in the reaction mixture: four molar ratio of carbon tetrachloride, the residence time of the main reaction mixture in the alkylation zone Were controlled at different concentrations. The temperature was maintained at 110 ° C. and the pressure was maintained at 9 Bar. The selectivity for the desired product is reported in the table below.
この例から理解することができるように、プロセスを連続で動作させた場合に生成物:出発物質のモル比が95:5を超える場合、目的の生成物に対する選択性の注目すべき低下がある。 As can be seen from this example, if the product: starting material molar ratio exceeds 95: 5 when the process is operated continuously, there is a noticeable reduction in selectivity to the desired product. .
例4:反応混合物中の出発物質:生成物のモル比の選択性への効果
これらの例を、別段の記載がある場合を除いて、上記の例2に伴う記載を参照して、図1に示された装置及び方法を用いて実施した。反応混合物中のC3~6塩素化アルカン生成物(この場合において、1,1,1,3‐テトラクロロプロパン):四塩化炭素のモル比を、主にエチレン出発物質の供給速度を制御することにより異なる濃度に制御した。温度は一定の110℃であった。目的の生成物に対する選択性を以下の表に報告する。
Example 4: Effect of the starting material: product molar ratio in the reaction mixture on selectivity These examples refer to the description with reference to Example 2 above, except where otherwise noted. This was carried out using the apparatus and method shown in 1. (In this case, 1,1,1,3-tetra-chloropropane) C 3 ~ 6 chlorinated alkane products in the reaction mixture: four molar ratio of carbon tetrachloride, primarily by controlling the feed rate of the ethylene starting material Were controlled at different concentrations. The temperature was a constant 110 ° C. The selectivity for the desired product is reported in the table below.
この例から理解することができるように、プロセスを連続で動作させた場合に生成物:出発物質のモル比が95.5を超える場合、目的の生成物に対する選択性の注目すべき低下がある。 As can be seen from this example, if the product: starting material molar ratio exceeds 95.5 when the process is operated continuously, there is a noticeable reduction in selectivity to the desired product. .
例5:原料純度の効果
これらの例を、別段の記載がある場合を除いて、上記の例2に伴う記載を参照して、図2に示された装置及び方法を用いて実施した。試行5‐1は、図2のストリーム110.4から得られたストリームである。試行5‐2〜5‐5は、同じ装置及び方法を用いるが、異なる純度の原料を用いて得られた代替的な例である。以下のデータは、より純度の低い原料を試行5‐2〜5‐5で用いたものの、これは、有利なことに本発明の方法から得られた場合に生成物の純度に重大な影響を与えないことを示す。
Example 5: Effect of Raw Material Purity These examples were carried out using the apparatus and method shown in FIG. 2 with reference to the description accompanying Example 2 above, except where otherwise noted. Trial 5-1 is a stream obtained from stream 110.4 in FIG. Trials 5-2 to 5-5 are alternative examples obtained using the same equipment and method but with different purity raw materials. Although the following data used lower purity raw materials in trials 5-2 to 5-5, this advantageously has a significant impact on the purity of the product when obtained from the process of the present invention. Indicates not to give.
例6:CSTR及びプラグフローの組合せ
これらの例を、別段の記載がある場合を除いて、上記の例2に伴う記載を参照して、図1に示された装置及び方法を用いて実施した。第二のプラグフロー反応器(図1の参照番号4)における反応の効率を評価した。主要なCSTR反応器(図1の参照番号3)と同じ温度(110℃)にて動作するプラグフロー反応器の入口において異なる量の溶解したエチレンを用いて2つの試行を実施した。結果を以下の表に示す。
Example 6: Combination of CSTR and Plug Flow These examples were performed using the apparatus and method shown in FIG. 1 with reference to the description accompanying Example 2 above, except where otherwise noted. . The efficiency of the reaction in the second plug flow reactor (reference number 4 in FIG. 1) was evaluated. Two trials were performed with different amounts of dissolved ethylene at the inlet of the plug flow reactor operating at the same temperature (110 ° C.) as the main CSTR reactor (
この例から理解することができるように、プラグフロー反応器中で75〜93%のエチレンの転化がある。したがって、プラグフロー反応器を用いる場合、反応セクション中でのより効率的なエチレン利用がある。連続プラグフロー反応器は、CSTR反応器を、複雑で非経済的なエチレン回収プロセスの必要なしに、最適な圧力で動作させる。連続プラグ反応器は、したがって効率的に閉じたループ中でのエチレン使用を制御する。 As can be seen from this example, there is 75-93% ethylene conversion in the plug flow reactor. Thus, when using a plug flow reactor, there is more efficient ethylene utilization in the reaction section. The continuous plug flow reactor operates the CSTR reactor at optimal pressure without the need for complicated and uneconomic ethylene recovery processes. The continuous plug reactor thus effectively controls ethylene usage in a closed loop.
例7:従来の蒸留中の触媒リガンドの問題のある分解
コンデンサ、サーモメーター、温浴、及び減圧ポンプ系を備えた2リットルガラス蒸留4口フラスコからなる分留装置を組み立てた。始めに、図1に示され、上記の例2の記載を伴って説明された装置及び方法を用いて得られた1976グラムの反応混合物で蒸留フラスコを満たした。
Example 7: Troublesome decomposition of catalyst ligands during conventional distillation A fractionation apparatus was constructed consisting of a 2 liter glass distillation 4-neck flask equipped with a condenser, thermometer, warm bath, and vacuum pump system. Initially, a distillation flask was filled with 1976 grams of the reaction mixture obtained using the apparatus and method shown in FIG. 1 and described with the description of Example 2 above.
蒸留中、圧力を100mmHgの初期圧力から6mmHgの最終圧力まで徐々に低下させた。この期間中、1792グラムの蒸留物(異なるフラクション中)を抽出した。蒸留中、可視のHClガス形成があり、更にクロロブタン(トリブチルホスフェートリガンドからの分解生成物)もかなりの量、すなわち蒸留フラクションに関して1〜19%で形成した。これらの観察がなされたら、蒸留を中断し、蒸留残渣を秤量し、分析して、16%のテトラクロロプロパン含有量を有することが見出された。トリブチルホスフェートリガンドの重大な分解なく、蒸留を続けることはもはや不可能であった。 During distillation, the pressure was gradually reduced from an initial pressure of 100 mmHg to a final pressure of 6 mmHg. During this period, 1792 grams of distillate (in different fractions) was extracted. During distillation there was visible HCl gas formation, and also chlorobutane (decomposition product from tributyl phosphate ligand) was formed in a significant amount, i.e. 1-19% with respect to the distillation fraction. Once these observations were made, the distillation was discontinued and the distillation residue was weighed and analyzed and found to have a tetrachloropropane content of 16%. It was no longer possible to continue distillation without significant degradation of the tributyl phosphate ligand.
Claims (31)
a)前記主要アルキル化ゾーンにおける反応混合物中のC3~6塩素化アルカンの濃度を、前記アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物中のC3~6塩素化アルカン:四塩化炭素のモル比が、主要アルキル化ゾーンが連続運転である場合には95:5を超えないような濃度にて維持し、並びに/または
b)前記主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物が追加的にアルケンを含み、前記反応混合物を、反応混合物中に存在するアルケンの少なくとも約50質量%以上をそこから抽出し、抽出されたアルケンの少なくとも約50%を前記主要アルキル化ゾーンにおいて与えられる反応混合物に戻す脱アルケン化工程に供し、並びに/または
c)前記主要アルキル化ゾーン中に存在し、前記主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物が追加的に触媒を含み、前記主要アルキル化ゾーンから抽出された反応混合物を、反応混合物を水性処理ゾーンにおいて水性媒体と接触させ、二相性混合物を形成し、触媒を含む有機相を二相性混合物から抽出する水性処理工程に供する方法。 And to produce a C 3 ~ 6 chlorinated alkanes with alkenes and quaternary reaction mixture giving a reaction mixture containing carbon tetrachloride in major alkylation zone, and extracting a portion of the reaction mixture from the main alkylation zone the including a method for producing a C 3 ~ 6 chlorinated alkanes,
The concentration of C 3 ~ 6 chlorinated alkane in the reaction mixture in a) said primary alkylation zone, said C 3 ~ 6 chlorinated alkanes alkylation zone reaction mixture extracted from the molar ratio of carbon tetrachloride Maintaining a concentration not exceeding 95: 5 when the main alkylation zone is in continuous operation, and / or b) the reaction mixture extracted from said main alkylation zone additionally comprises an alkene Dealkene from which at least about 50% by weight or more of the alkene present in the reaction mixture is extracted, and at least about 50% of the extracted alkene is returned to the reaction mixture provided in the main alkylation zone. And / or c) a reaction mixture present in the main alkylation zone and extracted from the main alkylation zone The reaction mixture additionally containing a catalyst and extracted from the main alkylation zone is contacted with an aqueous medium in the aqueous treatment zone to form a biphasic mixture, and the organic phase containing the catalyst is removed from the biphasic mixture. The method used for the aqueous treatment process to extract.
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の塩素化アルカン不純物(すなわち、目的のC3~6塩素化アルカン以外の塩素化アルカン化合物)、
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の塩素化アルケン化合物、
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の酸素化有機化合物、
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の臭素化化合物、
・約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の水、
・約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の金属系触媒、及び/又は
・約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の触媒促進剤を含む、請求項25に記載の組成物。 About 99.0% or more, about 99.5% or more, about 99.7% or more, about 99.8% or more, or about 99.9% or more of chlorinated alkanes,
· Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or about 100ppm less chlorinated alkane impurities (i.e., C 3 ~ chlorinated alkane compounds other than 6 chlorinated alkane of interest),
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm, chlorinated alkene compound;
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm oxygenated organic compound,
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm brominated compound;
Less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm water;
Less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm, and / or less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm 26. The composition of claim 25, comprising a catalyst promoter of:
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の塩素化アルカン不純物(すなわち、目的のC3~6塩素化アルカン以外の塩素化アルカン化合物)、
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の塩素化アルケン化合物、
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の酸素化有機化合物、
・約2000ppm未満、約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、若しくは約100ppm未満の臭素化化合物、
・約1000ppm未満、約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の水、
・約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の金属系触媒、及び/又は
・約500ppm未満、約200ppm未満、約100ppm未満、約50ppm未満、若しくは約20ppm未満の触媒促進剤を含む、C3~6塩素化アルカンを含む組成物。 - about 99.0% or more, about 99.5%, about 99.7% or more, about 99.8% or more, or about 99.9% or more C 3 ~ 6 chlorinated alkanes,
· Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or about 100ppm less chlorinated alkane impurities (i.e., C 3 ~ chlorinated alkane compounds other than 6 chlorinated alkane of interest),
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm, chlorinated alkene compound;
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm oxygenated organic compound,
Less than about 2000 ppm, less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, or less than about 100 ppm brominated compound;
Less than about 1000 ppm, less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm water;
Less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm, and / or less than about 500 ppm, less than about 200 ppm, less than about 100 ppm, less than about 50 ppm, or less than about 20 ppm compositions containing from catalyst promoter, comprising a C 3 ~ 6 chlorinated alkanes.
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